Зонд на основе конфокальной лазерной Endomicroscopy мочевыводящих путей: Техника
10 января 2013 г.
Зонд на основе конфокальной лазерной endomicroscopy позволяет в режиме реального времени микроскопии человека мочевых путей во время цистоскопии, обеспечивая динамичное, прижизненной визуализации патологических состояний, таких как рак мочевого пузыря с сотовыми резолюции. Endomicroscopy может увеличить точность диагностики стандартного белого света эндоскопии и обеспечить интраоперационной изображение руководящие указания по повышению хирургической резекции.
Целью данного эксперимента является демонстрация in vivo микроскопии с использованием зондовой конфокальной лазерной эндомикроскопии у пациента, перенесшего трансуретральную резекцию опухоли мочевого пузыря. Это достигается за счет использования цистоскопии в белом свете для визуализации всего уротелия мочевого пузыря и выявления любых аномальных или предполагаемых поражений слизистой оболочки. На втором этапе контрастное вещество вводится внутри, обеспечивая флуоресцентный контраст, необходимый для визуализации с помощью конфокального лазерного эндомикроскопа, на третьем этапе проводится микроскопия in vivo каждой области интереса и отмечаются клеточные, микроархитектурные и сосудистые особенности ткани.
В конечном счете, результаты микроскопии in vivo можно сравнить с гистопатологическим анализом биопсии интересующих областей. Демонстрировать процедуру будет доктор Джозеф Леаль, хирург-уролог, который разработал применение конфокальной лазерной эндомикроскопии на основе зонда для мочевыводящих путей в операционной. После того, как субъект окажется в положении литотомии, начните с введения жесткого цистоскопа через уретру с помощью стандартной цистоскопии в белом свете для наблюдения за областями мочевого пузыря под белым светом.
Отметьте области интереса для конфокальной лазерной эндомикроскопии с помощью петли резекции. Другие методы макроскопической оптической визуализации, такие как флуоресцентная цистоскопия и узкополосная визуализация, могут быть использованы на этом этапе для выявления дополнительных областей подозрения, теперь введите стерильный мочевой катетер в мочевой пузырь с помощью 60-миллилитрового катетера. Наконечником шприца, закапываем разведенное контрастное вещество под действием силы тяжести.
Затем зажмите мочевой катетер, чтобы удерживать контрастное вещество в помещении. Через пять минут слейте средство из мочевого пузыря. Затем налейте от 240 до 300 миллилитров обычного физиологического раствора в 60-миллилитровый шприц, чтобы смыть любой остаточный контраст из мочевого пузыря для внутривенного введения флуоресцеина.
Наберите в шприц один миллилитр флуоресцеина. Приложите шприц к точке внутривенного доступа и введите от 0,5 до одного миллилитра флуоресцеина внутривенно в виде болюса, промывая катетер обычным физиологическим раствором. После введения контрастного вещества извлеките из упаковки стерильный конфокальный лазерный зонд для эндомикроскопии и подключите его к лазерному сканирующему блоку.
Далее разогрейте и откалибруйте зонд для визуализации в соответствии с инструкциями производителя, а затем снова вставьте жесткий цистоскоп с линзой нулевого градуса в мочевой пузырь. Теперь переместите зонд для визуализации конфокальной эндомикроскопии вдоль рабочего канала цистоскопа так, чтобы его наконечник находился сразу за цистоскопом под белым светом. Найдите ранее отмеченные области интереса, когда датчик изображения сканирует интересующую область.
Запишите изображения для последующего анализа. Затем используйте руку оператора для манипулирования конфокальной эндомикроскопической визуализацией. Щуп для прямого и быстрого контакта областей интереса для оптического среза областей интереса.
Осторожно увеличивайте и уменьшайте давление на зонд для визуализации, сохраняя при этом прямой контакт, чтобы добраться до опухолей, расположенных во внутреннем мочевом пузыре. Используйте стандартный локоть и мост AL, чтобы облегчить отклонение датчика для визуализации для прямого контакта с интересующей областью. При желании получите холодную биопсию из любых соответствующих областей интереса, которые были отсканированы с помощью конфокальной лазерной эндомикроскопии.
По завершении визуализации извлеките зонд для визуализации конфокальной эндомикроскопии из рабочего канала. При проведении этой процедуры важно помнить о том, что перед визуализацией необходимо смыть избыток флуоресцеина из мочевого пузыря и поддерживать контакт между зондом и поверхностью слизистой оболочки под углом 90 градусов. Это первое изображение получено с помощью типичной цистоскопии в белом свете с внутрисосудисто окрашенной папиллярной опухолью.
Обратите внимание на 2,6-миллиметровый датчик изображения, видимый в нижней части изображения. Эти два изображения являются репрезентативными изображениями конфокальной лазерной эндомикроскопии, полученными из двух разных опухолей мочевого пузыря с использованием внутрипузырного и внутривенного флуоресцеина соответственно. Учитывая, что зонды визуализации могут быть взаимозаменяемы между различными типами цистоскопов с конфокальным лазером, эндомикроскопия может быть объединена с другими новыми методами визуализации, которые могут повысить диагностическую точность любой технологии как таковой, включая флуоресцентную цистоскопию, как показано здесь, и узкополосную визуализацию, как показано здесь.
Таким образом, этот метод может дать представление о раке мочевого пузыря. Он может применяться к другим системам, таким как уротелиальные карциномы верхних дыхательных путей, которые может быть трудно диагностировать при биопсии.
Просмотрите полный транскрипт и получите доступ к тысячам научных видео
Обзор
В данном исследовании демонстрируется применение зондовой конфокальной лазерной эндомикроскопии для визуализации мочевыводящих путей человека в режиме реального времени во время цистоскопии. Этот метод позволяет осуществлять динамическую визуализацию опухолей мочевого пузыря с клеточным разрешением, что может повысить точность диагностики и улучшить хирургическое сопровождение.
Основные компоненты исследования
Область науки
- Урология
- Эндоскопия
- Микроскопия
Теоретические основы
- Конфокальная лазерная эндомикроскопия с использованием зонда обеспечивает получение изображений с высоким разрешением.
- Ее можно использовать в сочетании со стандартной эндоскопией в белом свете.
- Данный метод может улучшить диагностику рака мочевого пузыря.
- Интраоперационная визуализация может служить ориентиром при хирургической резекции.
Цель исследования
- Продемонстрировать возможности микроскопии in vivo в процессе трансуретральной резекции опухолей мочевого пузыря.
- Сравнить результаты исследования in vivo с данными гистопатологического анализа.
- Оценить эффективность конфокальной лазерной эндомикроскопии в выявлении опухолей мочевого пузыря.
Используемые методы
- Первичный осмотр мочевого пузыря с помощью цистоскопии в белом свете.
- Введение контрастного вещества для улучшения визуализации.
- Использование зонда для конфокальной лазерной эндомикроскопии для детального анализа.
- Запись изображений для последующего сравнения с результатами биопсии.
Основные результаты
- Успешная идентификация опухолей с помощью конфокальной лазерной эндомикроскопии.
- Получение изображений высокого разрешения различных поражений мочевого пузыря.
- Сравнение результатов визуализации с гистопатологическими данными подтвердило точность метода.
- Потенциал применения при других видах карцином мочевыводящих путей.
Выводы
- Конфокальная лазерная эндомикроскопия с использованием зондов улучшает диагностику рака мочевого пузыря.
- Данный метод может улучшить результаты хирургического вмешательства за счет более качественной визуализации.
- Необходимы дальнейшие исследования для изучения возможности применения этого метода в других системах.
Часто задаваемые вопросы
Практическая значимость для отрасли
Конфокальная лазерная эндомикроскопия с использованием зонда позволяет в режиме реального времени получать изображения тканей мочевыводящих путей с высоким разрешением во время цистоскопии, что способствует раннему выявлению рака мочевого пузыря и служит ориентиром при хирургической резекции. Эта технология повышает диагностическую достоверность, обеспечивая визуализацию на клеточном уровне, которая дополняет гистопатологический анализ, тем самым снижая неопределенность при характеристике очагов поражения. Ее интеграция в стандартные эндоскопические рабочие процессы открывает трансляционный путь для улучшения стратификации рисков при лечении уротелиальной карциномы.
Стратегическое применение в биофармацевтических исследованиях и разработках
Ранние этапы поиска и валидация мишени
- Научная ценность: позволяет проверять терапевтические гипотезы путем визуализации клеточной морфологии и архитектуры сосудов in vivo.
- Операционная ценность: обеспечивает функциональную валидацию мишени за счет корреляции данных визуализации с гистопатологическими конечными точками в режиме реального времени.
- Прогностическая ценность: повышает уверенность в значимости мишени, позволяя напрямую наблюдать микроархитектурные изменения, связанные с заболеванием.
Скрининг и разработка анализа
- Научная ценность: Подготовка валидированных биологических систем для последующего скрининга путем обеспечения точной локализации интересующих областей для проведения биопсии.
- Практическая ценность: Содействие стандартизации анализа за счет воспроизводимого введения контрастного вещества и использования протоколов визуализации с помощью зондов.
- Масштабируемость: Облегчение повторного использования платформы в гибких и жестких цистоскопических системах со сменными датчиками визуализации.
Трансляционные и доклинические исследования
- Научная ценность: Обеспечивает моделирование систем, релевантных для изучения заболеваний, за счет фиксации динамических сосудистых и клеточных особенностей неопластической ткани.
- Трансляционная преемственность: Связывает этап фундаментальных открытий с доклинической валидацией, обеспечивая возможность лонгитюдного мониторинга прогрессирования очага поражения.
- Принятие решений с учетом рисков: Позволяет определять критерии дальнейшего продвижения исследования на основе количественных данных визуализации, которые коррелируют с патологическим грейдингом.
Интеграция конвейеров и рабочих процессов
Данный метод интегрируется в процесс поиска новых лекарственных средств — от раннего тестирования гипотез о мишенях до идентификации ведущих соединений и доклинической валидации — обеспечивая фенотипический анализ на основе визуализации.
- Открывающая биология: способствует проверке гипотез и уточнению путей передачи сигналов, обеспечивая прямую визуализацию взаимодействий между опухоле-ассоциированной стромой и эпителием.
- Скрининг: повышает готовность анализа, позволяя точно определять подозрительные очаги поражения для молекулярного профилирования и скрининга соединений.
- Аналитика: генерирует количественные показатели, такие как плотность сосудов и показатели клеточной атипии, которые позволяют проводить сравнительный анализ в различных условиях.
- Трансляционные исследования: обеспечивает преемственность с доклиническими исследованиями за счет лонгитюдной визуализации, которая отражает модели гистопатологического прогрессирования.
- Корпоративное повторное использование: функционирует как универсальная платформа визуализации, применимая для различных урологических показаний и конфигураций эндоскопов.
Операционное и организационное воздействие
- Научная ценность: Повышает уверенность в прогнозах при валидации мишеней за счет снижения механистической неопределенности благодаря прямой визуализации тканей.
- Операционная ценность: Улучшает стандартизацию и воспроизводимость за счет использования стандартизированных протоколов дозирования контрастного вещества и работы с зондом.
- Стратегическая ценность: Оптимизирует процесс принятия решений о продолжении или прекращении разработки (go/no-go), обеспечивая раннее получение биомаркеров злокачественности очага на основе методов визуализации.
- Влияние на портфель: Поддерживает приоритизацию с учетом рисков, позволяя осуществлять неинвазивный мониторинг терапевтического ответа в доклинических моделях.
Особенности реализации
- Требуется опыт в области эндоскопической урологии и методов конфокальной визуализации для навигации зондом и интерпретации изображений.
- Зависит от наличия блоков лазерного сканирования и совместимых волоконно-оптических зондов соответствующего диаметра для доступа к мочевыводящим путям.
- Необходимо соблюдение стандартов введения контрастного вещества (интравезикально или внутривенно) и протоколов промывания для минимизации фоновой флуоресценции.
- Требуется учет особенностей отклонения зонда и поддержания контакта в анатомически сложных областях мочевыводящих путей.
- Ограничено необходимостью прямого контакта с тканью, что может затруднить использование при воспаленной или хрупкой слизистой оболочке без соответствующих корректировок процедуры.
