ERRATUM NOTICE
Important: There has been an erratum issued for this article. Read more …
Summary
Fluorescentie beeldvorming is een veelbelovende innovatieve modaliteit voor beeld-geleide operatie in de chirurgische oncologie. In deze video beschrijven we de technische procedure voor de detectie van de schildwachtklier met behulp van fluorescentie beeldvorming als tentoongesteld in gynaecologische oncologicy. Een multispectrale fluorescentie camera-systeem, in combinatie met de fluorescerende stof groene Indocyanine, wordt toegepast.
Abstract
De prognose in vrijwel alle solide tumoren is afhankelijk van de aanwezigheid of afwezigheid van lymfkliermetastasen. 1-3 Chirurgische behandeling het meest radicale excisie van de tumor met een volledige lymfadenectomie in het stroomgebied van de tumor combineert. Echter, het verwijderen van de lymfeklieren is geassocieerd met een verhoogde morbiditeit als gevolg van infectie, wond afbraak en lymfoedeem. 4,5 Als alternatief werd de schildwachtklier procedure (SLN) enkele tientallen jaren geleden ontwikkeld om de eerste drainerende lymfeklier van de tumor te detecteren . 6 In het geval van lymphogenic verspreiding ervan, de SLN is de eerste lymfeklier die wordt beïnvloed (figuur 1). Dus, als de SLN geen uitzaaiingen bevat, zal stroomafwaarts lymfeklieren ook vrij zijn van tumor uitzaaiingen en hoeft niet te worden verwijderd. De SLN procedure maakt deel uit van de behandeling voor vele typen tumoren, zoals borstkanker en melanoom, maar ook voor kanker van de vulva en de baarmoederhals. 7 De huidige standaard methodiek voor SLN-detectie is door peritumorale injectie van radiocolloid een dag voorafgaand aan de operatie, en een gekleurde kleurstof intra-operatief. Nadelen van de procedure in baarmoederhalskanker en vulvakanker zijn meerdere injecties in het genitale gebied, wat leidt tot een verhoogde psychische nood voor de patiënt, en het gebruik van radioactieve colloïden.
Multispectrale fluorescentie beeldvorming is een opkomende beeldvormende modaliteit die intra-operatief kan worden toegepast zonder de noodzaak voor injectie van radiocolloid. Voor intra-operatieve fluorescentie beeldvorming, zijn twee componenten nodig: een tl-agent en een kwantitatief optisch systeem voor intra-operatieve beeldvorming. Als een fluorofoor we hebben gebruikt indocyaninegroen (ICG). ICG is gebruikt voor vele tientallen jaren de hartfunctie, cerebrale perfusie en leverperfusie te beoordelen. 8 Het is een inert medicijn met een veilige farmaco-biologisch profiel. Bij het opgewonden rond 750 nm, het licht uitzendt in het nabij-infrarode spectrum rond 800 nm. Een op maat gemaakte multispectrale fluorescentie beeldvorming camera systeem werd gebruikt. 9.
Het doel van deze video artikel is om aan te tonen de detectie van de SLN met behulp van intra-operatieve fluorescentie beeldvorming bij patiënten met baarmoederhalskanker en vulvakanker. Fluorescentie beeldvorming wordt gebruikt in combinatie met de standaard procedure, bestaande uit radiocolloid en een blauwe kleurstof. In de toekomst zou kunnen intraoperatieve fluorescentie beeldvorming vervangt de huidige methode en is ook gemakkelijk overdraagbaar naar andere indicaties, zoals borstkanker en melanoom.
Protocol
1. Intraoperatieve Multispectrale Fluorescentie Camera
- Een op maat gemaakte camera-systeem werd ontwikkeld in ontwikkeld op het Instituut voor Biologische en Medische Beeldvorming (IBMI, Technische Universiteit / Helmholtz Zentrum, München, Duitsland) in nauwe in samenwerking met SurgOptix (SurgOptix Inc, Redwood Shores, CA, USA). De opzet van de intraoperatieve multispectrale fluorescentie camera systeem is weergegeven in figuur 2.
- Licht door een systeem van optica en is gescheiden in zichtbaar licht, licht op de emissie (fluorescentie) golflengte band en licht aan de excitatie golflengte band. Deze bundels worden gedetecteerd door CCD-camera (CCD) (figuur 2). Multi-spectrale signalen van alle camera's zijn verwerkt om te corrigeren voor artefacten en opbrengst echte kwantitatieve fluorochroom bio-distributie. Kleur en fluorescentie-signalen kunnen worden weergegeven als afzonderlijke beelden op externe monitoren of bovenop in een beeld.
- De excitatie-en emissie-filters van de camera worden ingesteld in de meting hierin respectievelijk te halen bij 750 nm en 800 ± 20 nm.
2. Optische Contrast Agent Voorbereiding
- De fluorescerende contrastmiddel indocyaninegroen (ICG, Pulsion AG, München, Duitsland) is bereid onder steriele omstandigheden. Een concentratie van 0,5 mg / ml wordt gebruikt. Het is belangrijk om steriel gedestilleerd water en geen natriumchloride (NaCl) te gebruiken, aangezien de laatste zal de IGC te aggregeren veroorzaken.
- Na de bereiding moet de oplossing worden opgeslagen in een donkere, koele plek om een snelle verslechtering van de fluorescentie-intensiteit te vermijden door het bleken. Let op: vanaf dit punt naar voren te houden van de ICG beschermd tegen licht.
3. Intraoperatieve Imaging - Installatie en Injectie van ICG
- De camera is gepositioneerd en ingewijd in de operatiekamer voorafgaand aan de operatie om interferentie te minimaliseren met de standaard chirurgische ingreep, en aangesloten op de high-definition schermen (figuur 2B).
- De camera is bedekt met standaard steriele doeken (Carl Zeiss Vision BV, Sliedrecht, Nederland, OPMI Drape REF 306071) door de onderzoeker in steriele of kleding.
- Let op: zorg is genomen om alleen duidelijk desinfecterende middelen te gebruiken, als gekleurde desinfecterende middelen zijn vaak autofluorescente en kunnen interfereren met de beeldvorming procedure. Bovendien kunnen steriele doeken en de chirurgische markers worden autofluorescente. Het is aangeraden om alle materialen die in de OR en de operationele veld voor autofluorescentie voorafgaand aan de operatie te testen.
- De fluorescerende contrastmiddel indocyaninegroen (ICG) is bereid onder steriele omstandigheden. Een concentratie van 0,5 mg / ml wordt gebruikt. Het is belangrijk om steriel gedestilleerd water en geen NaCl, te gebruiken als de laatste zal de IGC te aggregeren veroorzaken. Na de bereiding moet de oplossing worden opgeslagen in een donkere, koele plek om een snelle verslechtering van de fluorescentie-intensiteit te vermijden. Let op: is het raadzaam om handschoenen te veranderen na de voorbereiding van ICG, want zelfs een kleine hoeveelheid van het morsen van ICG invloed kunnen zijn op de beeldkwaliteit.
- De imaging procedure start na het openen van de buik. Wanneer het gebied van belang is blootgesteld, is de camera gemanoeuvreerd in het operatiegebied. De zoom en focus worden aangepast onder steriele omstandigheden. Lichten in de operatiekamer zijn uitgeschakeld voor een betere detectie van het fluorescentie-signaal.
- 1,0 ml van 0,5 mg / ml ICG wordt gemengd met 1,0 ml van de standaard blauwe kleurstof (patent blauw / blauw patente, Guerbet, Frankrijk) in een spuit. De chirurg injecteert het contrastmiddel in vier kwadranten rondom de primaire tumor, het voorkomen van morsen van de agent. Let op: in geval van morsen van ICG op de chirurgische handschoenen, is het nodig om handschoenen te veranderen. Stilstaande beelden of real-time video's zijn verkregen van de lymfestroom en de verschijning van de fluorescerende schildwachtklier (figuur 3). Alle afbeeldingen en video's worden direct opgeslagen op de computer.
- Afgezien van de fluorescentie, is de SLN ook gedetecteerd volgens het standaard protocol, ofwel met behulp van een gamma-probe of door visuele inspectie voor een blauwe verkleuring, of beide. De radioactieve tracer is over het algemeen toegediend een dag voor de operatie, waarna een lymphoscintigram is uitgevoerd voor de detectie van een radioactief SLN. Dit is een onderdeel van de standaard procedure en heeft geen plaats in de fluorescentie beeldvorming protocol.
- Real-time excisie van de SLN wordt begeleid door zowel fluorescentie en blauwe verkleuring van de lymfeklieren. De real-time functie van de camera helpt op te sporen voor een overblijfsel fluorescentie of onverwachte lokalisaties van de TL-knooppunten.
- Na excisie van de SLN, zijn ex vivo beelden die van alle weggesneden lymfeklieren op de aanwezigheid van een fluorescent signaal. De belichtingstijd kan worden verlengd voor een hogere resolutie bij het vastleggen van stilstaande beelden (figuur 4).
- Histopathologisch onderzoek van de lymfeklieren onthult de aanwezigheid of afwezigheid van tumorcellen in de schildwachtklier.
4. Representative resultaten
Fluorescerende lymfeklieren kan worden gedetecteerd met een hoge signaal-achtergrond verhouding. Ook kan stromen van de ICG via de lymfevaten worden gecontroleerd zodat real-time lymfeklier in kaart brengen. Resultaten kunnen worden beïnvloed door toenemende diepte van het knooppunt, waarbij wellicht andere belichting procedures om detectie te bereiken. Toekomstige toepassing van de specifieke tumor gerichte fluorescerende stoffen kunnen intraoperatieve detectie van een positieve SLN met kanker cellen met behulp van deze technologie.
Figuur 1. De schildwachtklier (SLN) theorie. Het SLN is de eerste drainerende lymfeklier (s) van de tumor.
Figuur 2. Schematische afbeelding van de multispectrale fluorescentie camera systeem (A). De basisinstallatie van de camera-systeem in de operatiekamer (B).
Figuur 3. Multispectrale fluorescentie beeldvorming van een lymfeklier in de vulva kanker. Color afbeelding van een lymfeklier in vivo (A). Fluorescentie beeld van dezelfde lymfeklier, in vivo (B). Pseudocolor fluorescentie beeld bovenop de kleur afbeelding (C).
Figuur 4. Multispectrale fluorescentie beeldvorming van een lymfeklier ex vivo bij baarmoederhalskanker. Color afbeelding van een lymfeklier ex vivo (A). Fluorescentie beeld van dezelfde lymfeklier, ex vivo (B). Pseudocolor fluorescentie beeld bovenop de kleur afbeelding (C).
Discussion
Deze video toont de toepassing van multispectrale intraoperatieve fluorescentie imaging-technologie voor intra-operatieve detectie van de schildwachtklier (SLN) in gynaecologische oncologie. De methodologie heeft bepaalde voordelen boven de conventionele SLN procedure. De injectie vindt plaats tijdens de chirurgische ingreep zelf met de patiënt onder narcose in plaats van een dag voorafgaand aan de operatie, die meer patiënt-vriendelijk, vooral bij gynaecologische kanker. Bovendien, intra-operatieve beeldvorming geeft de chirurg met een directe visuele feedback van de lymfestroom en de drainage patroon van de SLN, in plaats van indirect via een Geiger-teller. In baarmoederhalskanker, waar de lymfeklieren diep bevinden zich in het bekken, kan dit helpen bij het verbeteren detectie.
Niettemin, de grootste betekenis ligt in de step-up benadering van gerichte beeldvorming. Gerichte fluorescerende contrastmiddelen kan worden gefuseerd met een tumor-specifieke antilichamen of substraten die specifiek gericht zijn op tumorcellen. Op deze manier, intraoperatieve fluorescentie beeldvorming heeft een groot potentieel radicaal te veranderen de huidige praktijk van oncologische chirurgie.
Disclosures
VN en GMvD zijn lid van de wetenschappelijke raad van bestuur van SurgOptix Inc Voorafgaand aan de procedure, is het onderzoek protocol goedgekeurd door de lokale Investigational Review Board (IRB) en geïnformeerde toestemming van de patiënt is verkregen.
Acknowledgments
We zijn dank verschuldigd aan mevrouw Ina Wesselman voor training en planning van de OR personeel.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Indocyanine Green (ICG) | Pulsion Medical Systems AG, Munich, Germany | D-81829 | A solution of ICG in distilled water is used and not in NaCl 0.9%. |
| Patent blue / Bleu patenté | Guerbet | 12322784 | |
| Sterile water for injection | B. Braun Medical | ||
| Multispectral fluorescence camera system | Institute for Biological and Medical Imaging (IBMI), Technical University, Munich, Germany and SurgOptix Inc, USA | prototype |
References
- Tinga, D. J., Bouma, J., Aalders, J. G. Patients with squamous cell versus adeno(squamous) carcinoma of the cervix, what factors determine the prognosis. Int J Gynecol Cancer. 2 (2), 83-91 (1992).
- McMahon, C. J., Rofsky, N. M., Pedrosa, I. Lymphatic metastases from pelvic tumors: anatomic classification, characterization, and staging. Radiology. 254 (1), 31-46 (2010).
- Zivanovic, O., Khoury-Collado, F., Abu-Rustum, N. R., Gemignani, M. L. Sentinel lymph node biopsy in the management of vulvar carcinoma, cervical cancer, and endometrial cancer. Oncologist. 14 (7), 695-705 (2009).
- Fuller, J., Guderian, D., Kohler, C., Schneider, A., Wendt, T. G. Lymph edema of the lower extremities after lymphadenectomy and radiotherapy for cervical cancer. Strahlenther Onkol. 184 (4), 206-211 (2008).
- Ayhan, A., Celik, H., Dursun, P. Lymphatic mapping and sentinel node biopsy in gynecological cancers: a critical review of the literature. World J Surg Oncol. 6, 53-53 (2008).
- Tanis, P. J., Nieweg, O. E., Valdes Olmos, R. A., Rutgers, E. J., Kroon, B. B. History of sentinel node and validation of the technique. Breast Cancer Res. 3 (2), 109-112 (2001).
- Ghobashy, A. E. E. l, Saidi, S. A. Sentinel lymph node sampling in gynaecological cancers: techniques and clinical applications. Eur J Surg Oncol. 35 (7), 675-685 (2009).
- Alford, R., Simpson, H. M., Duberman, J., Hill, G. C., Ogawa, M., Regino, C. Toxicity of organic fluorophores used in molecular imaging: literature review. Mol Imaging. 8 (6), 341-354 (2009).
- Themelis, G., Yoo, J. S., Soh, K. S., Schulz, R., Ntziachristos, V. Real-time intraoperative fluorescence imaging system using light-absorption correction. J Biomed Opt. 14 (6), 064012-064012 (2009).
Tags
Geneeskunde Beeld-geleide operatie multispectrale fluorescentie schildwachtklier gynaecologische oncologieErratum
Formal Correction: Erratum: Multispectral Real-time Fluorescence Imaging for Intraoperative Detection of the Sentinel Lymph Node in Gynecologic Oncology
Posted by JoVE Editors on 12/20/2010.
Citeable Link.
A correction was made to Live Imaging of Dense-core Vesicles in Primary Cultured Hippocampal Neurons. There was an error with an author's name. The author name was corrected to include a first initial as follows:
K. Tim Buddingh
instead of:
Tim Buddingh
