Summary
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.
Abstract
Зонд на основе конфокальной лазерной endomicroscopy (CLE) является новой оптической технологии обработки изображений, которая позволяет в режиме реального времени в естественных условиях микроскопии слизистой поверхности во время стандартной эндоскопии. С приложениями в настоящее время в дыхательных 1 и желудочно-кишечного тракта, 2-6 CLE также были изучены в мочевых путях для диагностики рака мочевого пузыря. 7-10 клеточной морфологии и тканей микроархитектуры могут быть решены с микронных масштабах разрешения в режиме реального времени, в дополнение к динамических изображений нормальной и патологической сосудистой 7.
Зонд на основе НКУ системы (Cellvizio, Мауна-Кеа Technologies, Франция) состоит из многоразового волоконно-оптический зонд, соединенный с изображениями 488 нм блок лазерного сканирования. Датчик изображения вставляется в рабочие каналы стандартного гибкие и жесткие эндоскопы. Эндоскоп на основе CLE системы (OptiScan, Австралия), в котором конфокальной functionalit endomicroscopyУ интегрирована на эндоскоп, также используется в желудочно-кишечном тракте. Учитывая большую сферу диаметром, однако, применение в мочевыводящих путях в настоящее время ограничивается бывший использования естественных условиях 11. Конфокальной захвата изображений осуществляется с помощью непосредственного контакта зонда с изображениями ткани-мишени и регистрируется в качестве видеоряда. Как и в желудочно-кишечном тракте, endomicroscopy мочевыводящих путей требует exogenenous контрастное вещество, наиболее часто флуоресцеина, который можно вводить внутривенно или внутрипузырно. Внутрипузырного введения является хорошо установленным метод введения фармакологических агентов локально с минимальной системной токсичности, которая является уникальной для мочевыводящих путей. Fluorescein быстро пятна внеклеточного матрикса и имеет установленный профиль безопасности. 12 изображений зондов различных диаметров обеспечения совместимости с различными эндоскопов калибра. На сегодняшний день, 1,4 и 2,6 мм Зонды были оценены с гибким и пGID цистоскопии 10. Последние наличие <1 мм изображения зонда 13 открывает возможность CLE в верхних мочевых путей во время уретероскопии. Флуоресцентной цистоскопии (т.е. фотодинамической диагностики) и узкой группы изображений дополнительные эндоскоп на основе оптических методов визуализации 14, которые могут быть объединены с CLE для достижения мультимодальных изображений мочевыводящих путей. В будущем, ДЗ может быть связана с молекулярной контрастных агентов, таких как флуоресцентно меченые пептиды, 15 и антител для эндоскопической визуализации патологических процессов с молекулярной специфичности.
Protocol
1. Подготовка пациента
- Согласие пациента запланирован на диагностической цистоскопии и других эндоурологических процедур, таких как трансуретральной резекции опухоли мочевого пузыря (ТУР) для CLE. Включить в согласии описание использования внутрипузырного и / или внутривенно флуоресцеина в качестве контрастного вещества. Запросить историю реакции гиперчувствительности на флуоресцеина.
- Пациент находится в положении, цистоскопия (как правило, в положении литотомия) и подготовлены в стерильных моды.
- Приступить к стандартной цистоскопии белый свет (WLC) с жесткой или гибкой цистоскопа через уретру.
- Опрос всех регионах мочевого пузыря при дневном свете (рис. 1) и обратите внимание на регионах, представляющих интерес для расследования CLE.
- В дополнение к беспроводной локальной сети, мочевого пузыря могут быть отображены с другими макроскопических оптических методов визуализации в том числе флуоресцентной цистоскопии (рис. 2A) или узкой группы изображений (рис. 2В) для IDentify дополнительных областей подозрению следуют характеристику с CLE.
- Используйте прижигания электрода или резекции цикл разместить небольшой знак прижигания, прилегающих к регионам Интересно, что оба будут отображаемого и биопсию патологических подтверждение. Прижигание знак облегчает повторное локализации для последующего CLE изображений и биопсии.
2. Контрастное вещество
- Внутрипузырного введения контрастного вещества
- Подготовка путем разбавления клинических классе 10% флуоресцеина натрия в стерильного физиологического раствора (0,9% NaCl) до нужной концентрации. Например, подготовить 400 мл 0,1% флуоресцеина путем разбавления 4 мл 10% флуоресцеина в 396 мл физиологического раствора.
- Вставьте стерильную мочевого катетера в мочевой пузырь и привить разбавленного контрастного вещества под действием силы тяжести использованием 60 мл катетера кончик шприца.
- Зажмите мочевой катетер провести пребывающего контрастного вещества в течение 5 мин.
- Слейте контрастного вещества из мочевого пузыря. Используйте 60 мл окtheter наконечник шприца, чтобы смыть остаточный отличие от мочевого пузыря с использованием физиологического раствора, около 240-300 мл.
- Приступить к CLE изображений.
- Внутривенные инъекции флуоресцеина
- Ничья 1,0 мл флуоресцеина в шприц. Прикрепите шприц для внутривенного доступа и вводят 0,5 - 1,0 мл флуоресцеина внутривенно в виде болюса. Флеш соответствии с физиологическим раствором. Обычно это делается по команде анестезии в операционной комнате.
- Приступить к CLE изображений.
3. CLE изображений
- Снимите стерилизованные CLE изображений зонда (Cellvizio) из упаковки и подключить его к блоку лазерного сканирования (Мауна-Кеа Technologies, Париж, Франция)
- Разминка и калибровки изображений зондом, следуя инструкциям производителя.
- Вставьте цистоскоп или резектоскопа в мочевой пузырь. Используйте 0 градусов объектив с жесткого цистоскопа.
- Переход CLE изображений зонда вдоль гореrking канал цистоскопа с наконечником раз за цистоскопа.
- Под белым светом, найдите ранее отмеченных регионах, представляющих интерес. Используйте дополнительные физиологический орошения, необходимых для визуализации слизистой оболочки и поддерживать умеренный растяжение мочевого пузыря.
- Манипулирование CLE изображений зонда с руки оператора для прямого контакта лицом ан регионах, представляющих интерес. Для оптических срезов регионах, представляющих интерес, осторожно увеличивать и уменьшать давление на изображение зонда при сохранении прямого контакта.
- Чтобы добраться до опухоли расположены на передней мочевого пузыря, стандартный Albarran мост может способствовать отклонению изображений зонда для прямого контакта с интересующей области (рис. 2).
- Общие регионов интересных объектов папиллярных опухолей, не папиллярных опухолей, переход между нормальной слизистой оболочки и появляются опухоли, и эритематозные пятна, которые могут быть отображены с помощью либо внутривенноклассическими или внутривенного введения флуоресцеина. Внутривенное флуоресцеина необходимо для визуализации резекции кровать, железы мочеиспускательного канала, уретры и полового члена.
- Как зонд сканирует изображение интересующей области, изображений записи для последующего анализа. Обратите внимание, общей клеточной морфологии, границы, организация и присутствие нео-ангиогенез.
- После завершения обработки изображений, удалить CLE изображений зонда от рабочего канала.
- При желании получить холодные чашки биопсии из соответствующих регионах, представляющих интерес, которые были отсканированы на CLE. Используйте прижигания маркировки в качестве ориентиров для сотрудничества регистрации отображаемой области, которые биопсию.
- Завершить ТУР в рутину. У пациентов, получавших внутривенное флуоресцеина, рассмотреть возможность использования непрерывной резектоскопы потока для улучшения визуализации во время резекции, как флуоресцеин выводится через почки в мочевой пузырь примерно через 5 мин после внутривенного введения.
- Получить сохраненных записей изображения с конфокальной процессора и CONDUКТ анализа изображений.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
CLE сохраняются изображения в градациях серого видео файлов последовательности в 12 кадров в секунду. Изображение интерпретация осуществляется в режиме реального времени и могут быть использованы для воздействия принятия клинических решений по исследуемым протокол. Offline анализа, который включает в себя пересмотр видеоряд, дополнительной обработки изображений, такие как mosaicing, 7 и сравнении со стандартными патологии, важно во время обучения фаза связана с технологией. Цифры 1В и 1С представляют CLE изображений, полученных с двух различных опухолей мочевого пузыря с использованием внутрипузырного и внутривенного флуоресцеина, соответственно. Для опухолей мочевого пузыря, сотовые функции (например, морфология, сплоченность и границ) и микроархитектурных функции (например, плоская по сравнению с папиллярной опухоли, ткани организации и сосудистой функции) отмечены различать доброкачественные и злокачественные поражения и низких и высоких классов рака. Учитывая изображений зонды могут быть взаимозаменяемыми между различными типх годов цистоскопы, ДЗ могут быть объединены с другими новыми изображениями условий, включая флуоресцентной цистоскопии (рис. 2A) и узкая полоса изображений (рис. 2В), который может улучшить диагностическую точность либо технология сама по себе.
Рисунок 1. Представитель изображения с WLC и CLE зависит от внутрипузырного по сравнению с внутривенного введения флуоресцеина. А. WLC с внутрипузырно окрашенных папиллярных опухолей. 2,6-мм изображениями зонда видно в нижней части изображения. B. CLE из внутрипузырно окрашенных папиллярных опухолей. C. CLE внутривенно окрашенных папиллярных опухолей. Нажмите, чтобы увеличить показатель .
Рисунок 2. Вспомогательная макроскопических методов визуализации и дополнительных инструментов. А. CLE изображений в сочетании с флуоресцентной цистоскопии (с администрацией hexaminolevulinate гидрохлорид). CLE изображений зондом видна в левой части изображения. B. CLE изображения в сочетании с узкими изображениями группы. CLE изображений зондом видна в левой части изображения.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Достижение и поддержание твердых лицо ан контакта между зондом изображения и слизистой оболочки мочевого пузыря является наиболее важным шагом в получении оптимального качества изображения. Существует около 3-5 пациентов кривая обучения развивать ловкость, чтобы манипулировать изображениями зонда и держать зонд устойчивой во время захвата изображений. Кроме того, как эта процедура проводится в естественных условиях, пациент движений (т. е. дыхательных путей) и сосудистой пульсации могут повлиять на контакте зонда с изображениями мочевого пузыря. Разница interobserver и обучения интерпретации изображений, которые требуется опыт работы с широким спектром патологии мочевого пузыря, в настоящее время ведется расследование. Изменение качества изображения может быть связана с изменчивостью ткани и патологией. Съемка нормальных областей, в дополнение к подозрительным появление областях, полезна для оценки качества изображения и флуоресцеина окрашивания.
Прижигание маrking каждой области интереса является полезным в содействии повторной локализации отображаемого и изолированных тканей, как мочевой пузырь опорожняется и заполняется раз между приобретением изображения и резекции. Этот шаг, называется совместной регистрации, имеет важное значение для сравнительного анализа для корреляции изображений, полученных с CLE гистологии. Обе процедуры для внутрипузырного и внутривенного введения флуоресцеина описано выше, с некоторыми различиями в отношении сроков и требований для внутривенного доступа 8.
В зависимости от анатомического расположения и микроскопические особенности для включения в образ, оптимальный режим и сроки флуоресцеина администрации должны быть определены экспериментально. У пациентов, получавших внутрипузырного флуоресцеина, дополнительные внутривенного введения флуоресцеина может быть дано изображение регионах, которые не были окрашенные (например, кровать опухоли уретры).
2,6 мм изображениями зонда была использована в данном демдемонстрационных. Тем не менее, принцип доступа к мочевого пузыря с зондом на основе технологии могут быть использованы в будущих поколениях изображений зондов, которые повышают качество изображения при меньших и более маневренный зондов. Изображениями зонды 1 мм в диаметре недавно были описаны 13. Эти небольшие датчики изображения могут позволить CLE изображений в амбулаторных цистоскопии, а также в естественных условиях конфокальной микроскопии верхних мочевых путей во время уретероскопии.
Наконец, роман контрастных агентов, специфичные для рака мочевого пузыря могут быть разработаны, которая улучшает качество изображения. Техника показала воспитания контрастных агентов внутрипузырно имеет значительные перспективы, поскольку пациент имеет более низкий риск системного воздействия по сравнению с внутривенной инъекции.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Нет конфликта интересов объявлены.
Acknowledgments
Авторы хотели бы поблагодарить Мауна-Кеа технологии для технической поддержки. Авторы также благодарят Шелли Сяо для оказания технической помощи и Кэтлин Э. Маха для критического обзора. Эта работа была частично поддержана NIH R01CA160986 в JCL
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Cellvizio 100 Series | Mauna Kea Technologies | 100 Series | Includes confocal processor and LSU: F400-v2 at 488 nm |
| Cellvizio Confocal Miniprobe | Mauna Kea Technologies | Gastroflex UHD | |
| AK-FLUOR 10% | Akorn, Inc. | NDC 17478-253-10 |
References
- 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).
