Summary
Sonde à base endomicroscopie confocale permet la microscopie en temps réel de l'appareil urinaire humain durant la cystoscopie, fournissant dynamique, imagerie intravitale d'états pathologiques tels que le cancer de la vessie avec une résolution cellulaire. Endomicroscopie peut augmenter la précision diagnostique de l'endoscopie standard de la lumière blanche et donner des orientations pour améliorer l'image peropératoire résection chirurgicale.
Abstract
Sonde laser confocal à base endomicroscopie (CLE) est une technique d'imagerie optique émergeant qui permet en temps réel en microscopie in vivo de la surface des muqueuses pendant endoscopie standard. Avec les applications en cours dans les voies respiratoires 1 et gastro-intestinal, 2-6 CLE a également été explorée dans les voies urinaires pour le diagnostic du cancer de la vessie. 7-10 morphologie cellulaire et tissulaire microarchitecture peuvent être résolus avec la résolution échelle du micron en temps réel, en plus de imagerie dynamique de la vascularisation normale et pathologique 7.
La sonde à base CLE système (Cellvizio, Mauna Kea Technologies, France) est constitué d'une sonde à fibre optique d'imagerie réutilisable couplée à une unité de balayage laser 488 nm. La sonde d'imagerie est inséré dans les canaux de travail de types endoscopes flexibles et rigides. Un endoscope basé CLE système (Optiscan, Australie), dans lequel le functionalit endomicroscopie confocaley est intégré sur l'endoscope, est aussi utilisé dans le tractus gastro-intestinal. Compte tenu de la portée plus large diamètre, cependant, l'application dans les voies urinaires est actuellement limité à l'utilisation ex vivo 11. Acquisition d'image confocale se fait par contact direct de la sonde d'imagerie avec le tissu cible et enregistré sous forme de séquences vidéo. Comme dans le tractus gastro-intestinal, endomicroscopie de l'appareil urinaire nécessite un agent de contraste exogenenous-fluorescéine plus souvent, ce qui peut être administré par voie intraveineuse ou par voie intravésicale. Administration intravésicale est une méthode bien établie pour introduire des agents pharmacologiques au niveau local avec une toxicité systémique minimale qui est unique à l'appareil urinaire. Fluorescéine rapidement les taches de la matrice extracellulaire et a un profil de sécurité établi. 12 sondes d'imagerie de différents diamètres permettre la compatibilité avec les endoscopes de calibre différents. À ce jour, 1,4 et 2,6 mm sondes ont été évalués avec flexible et ricystoscopie gid 10. disponibilité récente d'un <1 mm Sonde d'imagerie 13 ouvre la possibilité de CLE dans le haut appareil urinaire au cours de l'urétéroscopie. Fluorescence cystoscopie (c.-à-diagnostic photodynamique) et l'imagerie à bande étroite existe d'autres endoscope à base de modalités d'imagerie optiques 14 qui peuvent être combinés avec des CLE pour atteindre imagerie multimodale des voies urinaires. À l'avenir, CLE peut être couplé avec des agents de contraste moléculaires tels que les peptides marqués par fluorescence 15 et des anticorps pour l'imagerie endoscopique de processus pathologiques avec une spécificité moléculaire.
Protocol
1. Préparation du patient
- Le consentement du patient prévu pour la cystoscopie de diagnostic et d'autres procédures endo-urologiques telles que la résection transurétrale de la tumeur vésicale (TURBT) pour CLE. Inclure dans l'autorisation d'une description de l'utilisation de la fluorescéine intravésicale et / ou intraveineuse comme l'agent de contraste. Informez-vous des antécédents de réaction d'hypersensibilité à la fluorescéine.
- Patient est positionné pour la cystoscopie (généralement en position gynécologique) et préparé de façon stérile.
- Procéder à la norme cystoscopie en lumière blanche (WLC) avec un cystoscope rigide ou flexible à travers l'urètre.
- Enquête toutes les régions de la vessie sous une lumière blanche (figure 1) et notez régions d'intérêt pour l'enquête CLE.
- En plus de WLC, la vessie peut être visualisée à l'aide d'autres modalités d'imagerie optiques macroscopiques dont la fluorescence cystoscopie (figure 2A) ou l'imagerie à bande étroite (Figure 2B) Numéro d'entify d'autres domaines de suspicion suivie par la caractérisation des CLE.
- Utiliser une électrode de cautérisation ou anse de résection pour placer une marque cautère petite adjacente aux régions d'intérêt qui seront tous deux imagés et une biopsie de confirmation pathologique. La marque cautérisation facilite re-localisation pour la suite CLE imagerie et la biopsie.
2. Agent de contraste
- Instillation intravésicale d'agent de contraste
- Préparer par dilution clinique de sodium de qualité fluorescéine à 10% dans une solution saline normale stérile (NaCl 0,9%) à la concentration souhaitée. Par exemple, préparer 400 ml de fluorescéine 0,1% en diluant 4 ml de fluorescéine à 10% dans 396 ml de solution saline normale.
- Insérer un cathéter stérile dans la vessie urinaire et insuffler un agent de contraste dilué par gravité à l'aide d'un cathéter 60 ml-embout de seringue.
- Fixer la sonde urinaire à demeure à tenir agent de contraste pendant 5 min.
- Égoutter agent de contraste de la vessie. Utilisez le ca 60 mltheter-embout de la seringue pour rincer le contraste résiduelle de la vessie utilisant une solution saline normale, environ 240-300 ml.
- Passez à l'imagerie CLE.
- L'injection intraveineuse de fluorescéine
- Aspirer 1,0 ml de fluorescéine dans la seringue. Fixez la seringue pour l'accès intraveineux et injecter 0,5 - 1,0 ml de fluorescéine intraveineuse en bolus. Rincer ligne avec une solution saline normale. Cela se fait habituellement par l'équipe d'anesthésie en salle d'opération.
- Passez à l'imagerie CLE.
3. CLE Imaging
- Retirer la sonde d'imagerie stérilisés CLE (Cellvizio) de son emballage et branchez l'appareil à balayage laser (Mauna Kea Technologies, Paris, France)
- Echauffez-vous et calibrer la sonde d'imagerie en suivant les instructions du fabricant.
- Réinsérez le cystoscope ou résectoscope dans la vessie. Utilisez un objectif de 0 degré avec le cystoscope rigide.
- Faire progresser la CLE sonde d'imagerie le long de la working canal du cystoscope avec la pointe juste au-delà du cystoscope.
- En lumière blanche, localiser les régions précédemment marqués d'intérêt. Utiliser une solution saline normale irrigation supplémentaire si nécessaire pour la visualisation de la muqueuse et de maintenir une distension de la vessie modérée.
- Manipuler CLE sonde d'imagerie avec la main de l'opérateur pour un contact directe en face à des régions d'intérêt. Sectionnement optique pour des régions d'intérêt, doucement augmenter et diminuer la pression de la sonde d'imagerie tout en maintenant le contact direct.
- Pour atteindre les tumeurs situées à la vessie antérieure, une norme Albarran pont peut aider à faciliter déviation de la sonde d'imagerie pour un contact direct avec la région d'intérêt (figure 2C).
- Régions d'intérêt communs comprennent tumeur papillaire, non papillaire tumeur, la transition entre la muqueuse d'apparence normale et tumorale, et des plaques érythémateuses, qui peuvent tous être visualisés en utilisant soit intraveineusessique ou l'administration par voie intraveineuse de fluorescéine. Intraveineuse de fluorescéine est nécessaire pour l'imagerie du lit de résection, de l'urètre prostatique, et l'urètre du pénis.
- Comme la sonde d'imagerie analyse d'images région d'intérêt record, pour une analyse ultérieure. Notez globale morphologie cellulaire, limite, l'organisation et la présence de la néo-angiogenèse.
- À la fin de l'imagerie, retirez CLE sonde d'imagerie de canal de travail.
- Si vous le souhaitez, obtenir froid tasse de biopsies provenant de régions correspondantes d'intérêt qui ont été analysés par CLE. Utiliser les marques de cautérisation des points de repère pour la co-registration des zones imagées qui sont biopsiés.
- Remplissez TURBT par routine. Chez les patients qui ont reçu par voie intraveineuse de fluorescéine, pensez à utiliser résectoscopes à flux continu pour améliorer la visualisation lors de la résection, la fluorescéine est excrétée par le rein dans la vessie environ 5 minutes après l'administration par voie intraveineuse.
- Récupérer les enregistrements d'images enregistrées à partir confocale processeur et propianalyse d'image CT.
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Representative Results
CLE images sont enregistrées en niveaux de gris des fichiers de séquences vidéo à 12 images par seconde. L'interprétation des images se fait en temps réel et peuvent être utilisés pour influer prise de décision clinique en vertu d'un protocole expérimental. Analyse hors ligne, ce qui comprend l'examen de la séquence vidéo, traitement d'image supplémentaires telles que mosaïquage, 7 et comparaison avec la norme pathologie, jouent un rôle important pendant la phase de la courbe d'apprentissage associée à la technologie. Figures 1B et 1C sont représentatifs des images obtenues à partir de deux CLE tumeurs de la vessie en utilisant différents fluorescéine intraveineuse et par voie intravésicale, respectivement. Pour les tumeurs de la vessie, des fonctions cellulaires (par exemple, morphologie, la cohésion et des frontières) et les caractéristiques de sa microarchitecture (par exemple les tumeurs papillaires, plates par rapport à l'organisation tissulaire et les fonctions vasculaires) sont indiqués pour différencier les lésions bénignes et malignes et basse et haute du cancer de grade. Compte tenu de l'imagerie des sondes peuvent être échangés entre les différents types de cystoscopes, CLE peut être combiné avec d'autres modalités d'imagerie de fluorescence émergents, y compris la cystoscopie (figure 2A) et l'imagerie à bande étroite (figure 2B), ce qui peut améliorer la précision diagnostique de la technologie soit par lui-même.
Figure 1. Images représentatives de WLC et CLE dépendant de l'administration intravésicale ou intraveineuse de fluorescéine. A. WLC avec tumeur papillaire par voie intravésicale teinté. Sonde d'imagerie 2,6-mm est visible en bas de l'image. B. CLE de tumeur papillaire par voie intravésicale teinté. C. CLE par voie intraveineuse tumeur papillaire teinté. Cliquez ici pour agrandir la figure .
Figure 2. D'appoint modalités d'imagerie macroscopique et des outils supplémentaires. A. CLE imagerie en conjonction avec la cystoscopie de fluorescence (avec l'administration de chlorhydrate de hexaminolevulinate). CLE imagerie de la sonde est visible sur le côté gauche de l'image. B. CLE imagerie en association avec l'imagerie à bande étroite. CLE imagerie de la sonde est visible sur le côté gauche de l'image.
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Discussion
L'atteinte et le maintien de solides face de contact entre la sonde en imagerie et de la muqueuse de la vessie est l'étape la plus critique dans l'acquisition de la qualité d'image optimale. Il ya environ une courbe d'apprentissage 3-5 patiente de développer la dextérité pour manipuler la sonde d'imagerie et de maintenir la sonde stable pendant l'acquisition des images. En outre, comme cette procédure est menée in vivo, les mouvements respiratoires du patient (par exemple) et des pulsations vasculaires peuvent affecter le contact sonde d'imagerie avec la vessie. L'écart entre les observateurs et la courbe d'apprentissage de l'interprétation des images, ce qui nécessite de l'expérience à large spectre de la vessie pathologie, sont actuellement à l'étude. Variation de la qualité d'image peut être attribuée à la variabilité des tissus et pathologie sous-jacente. Imagerie des zones normales, en plus des zones suspectes comparants, est utile pour évaluer la qualité d'image et de coloration à la fluorescéine.
Cautérisation marking de chaque région d'intérêt est utile pour faciliter la re-localisation des tissus excisés et imagées, comme la vessie est remplie et vidée à plusieurs reprises entre l'acquisition des images et de la résection. Cette étape, appelée la co-registration, est important pour l'analyse comparative de corréler les images obtenues par CLE avec l'histologie. Les deux procédures pour l'administration intravésicale et intraveineuse de fluorescéine sont décrits ci-dessus, avec quelques différences en ce qui concerne le calendrier et les exigences pour l'accès intraveineux 8.
En fonction de la localisation anatomique et des caractéristiques microscopiques à imager, le mode et le moment optimal de l'administration fluorescéine devront être déterminées expérimentalement. Chez les patients qui ont reçu par voie intravésicale fluorescéine, la fluorescéine intraveineuse supplémentaire administration peut être donné à l'image des régions qui n'étaient pas tachée (lit tumoral par exemple, de l'urètre).
A 2,6 mm d'imagerie sonde a été utilisée dans cette demonstration. Toutefois, le principe de l'accès à la vessie avec une sonde basée sur la technologie pourrait être utilisée dans les futures générations de sondes d'imagerie qui améliorent la qualité d'image dans les sondes plus petites et plus maniables. Sondes d'imagerie 1 mm de diamètre ont été récemment décrits. 13 Ces sondes d'imagerie plus petits peuvent permettre CLE imagerie dans la cystoscopie en ambulatoire ainsi que in vivo d'imagerie confocale de la partie supérieure du tractus urinaire pendant urétéroscopie.
Enfin, nouveaux agents de contraste spécifiques au cancer de la vessie peuvent être développés qui améliore la qualité d'image. La technique démontrée d'agents de contraste par voie intravésicale inculquer tient promesse importante puisque le patient a moins de risque d'exposition systémique par rapport à l'injection intraveineuse.
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Disclosures
Aucun conflit d'intérêt déclaré.
Acknowledgments
Les auteurs tiennent à remercier Mauna Kea Technologies pour le support technique. Les auteurs remercient également Shelly Hsiao pour l'assistance technique et Kathleen E. Mach pour un examen critique. Ce travail a été soutenu en partie par le NIH R01CA160986 de 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).
