Summary
Vital-Farbstoff verbesserte Fluoreszenz-Bildgebung (VFI) ist eine neue Technik, die in vivo hochauflösenden bildgebenden Epithelzellen kombiniert mit exogenen aktuelle Fluoreszenz Gegensatz zu Drüsenmorphologie markieren und abzugrenzen Neoplasie (hochgradige Dysplasie und Krebs) im distalen Ösophagus.
Abstract
Die Fähigkeit, gutartige Metaplasie im Barrett-Ösophagus (BE) von Neoplasien in vivo differenzieren bleibt schwierig, da beide Gewebearten kann flach und nicht zu unterscheiden mit weißem Licht Bildgebung allein sein. Als Ergebnis würde eine Modalität, Drüsen Architektur hebt nützliche Neoplasie von gutartigen Epithel im distalen Ösophagus zu unterscheiden. VFI ist eine neuartige Technik, die eine exogene aktuelle fluoreszierende Kontrastmittel verwendet, um hochgradige Dysplasie und Krebs aus gutartigen Epithel abzugrenzen. Insbesondere werden die Fluoreszenzbilder eine räumliche Auflösung von 50 bis 100 um und ein Sichtfeld von bis zu 2,5 cm, so dass endoscopists Drüsenmorphologie sichtbar. Bei Erregung, erscheint klassischen Barrett-Metaplasie als kontinuierliche, gleichmäßig angeordneten Drüsen und eine Gesamt homogene Morphologie; Im Gegensatz dazu scheint Tumorgewebe überfüllt mit kompletten Auslöschung des Drüsen Rahmen. Hier bieten wir Ihnen einen Überblick überdie Instrumentierung und aufzuzählen das Protokoll dieser neuen Technik. Während VFI bietet einen Gastroenterologen mit dem Drüsen Architektur des verdächtigen Gewebes, können zelluläre Dysplasie nicht mit dieser Modalität gelöst werden. Als solche kann man nicht morphologisch Barrett-Metaplasie unterscheiden von BE mit Low-grade-Dysplasie über diese bildgebenden Verfahren. Durch den Handel aus einer Abnahme der Auflösung mit einem größeren Sichtfeld, kann dieser Abbildungssystem zumindest als rot-Flagge Abbildungsgerät, um verdächtige Läsionen Ziel und Biopsie verwendet werden; doch, wenn die Genauigkeit Maßnahmen sind vielversprechend, VFI kann die Standard-Imaging-Technik für die Diagnose von Neoplasien (definiert als entweder hochgradige Dysplasie oder Krebs) in der distalen Speiseröhre zu werden.
Introduction
In den letzten vierzig Jahren hat sich die Häufigkeit von Adenokarzinom des Ösophagus (EAC) signifikant 1,2 erhöht; noch durch die verspätete Diagnose, ist die Fünf-Jahres-Überlebensrate von weniger als 20% 3. Der aktuelle Standard der endoskopischen Überwachung in BE, die Vorstufe zu EAC, weißes Licht Endoskopie mit Zufalls vier Quadranten Zange 'Biopsien des Segments. Leider ist diese Technik oft vermisst Neoplasie, die flache, subtil und schwer zu auf Standard-Weißlicht-Bild 4 unterscheiden können. Zwar gab es mit Erfolg in der konfokalen Lasermikroskopie, um zelluläre Funktionen in vivo zu markieren, können Läsionen immer noch aufgrund der verringerten Sichtfeld 5 verpasst werden. Mit einer "Brücke"-Technologie, die für das weitere konfokale Bildgebung mikroendoskopischen markieren kann, wäre deutlich wertvoll sein.
Folglich eine erweiterte Rote-Fahne bildgebendes Verfahren, das die Fähigkeit verbessert target und Biopsie frühen Neoplasien in BE werden, wäre zur Erfassung EAC in einem frühen, heilbaren Stadium und könnte zu wirksamere Behandlung und anschließend verbesserte Überlebensraten führen. VFI ist eine neuartige Technik, die hochauflösende Bildgebung mit epithelialen exogene aktuelle fluoreszierenden Kontrast, Proflavin kombiniert, um Drüsenmorphologie markieren und abzugrenzen Neoplasie (hochgradige Dysplasie und Krebs) im distalen Ösophagus in der Hoffnung auf eine Verbesserung der in-vivo-Diagnose 6. Bei Erregung der Proflavin, die Zellkerne innerhalb kurz nach der Anwendung konzentriert, die Fluoreszenzbilder eine räumliche Auflösung von 50 bis 100 um und ein Sichtfeld von bis zu 2,5 cm, so dass endoscopists Drüsenmorphologie sichtbar. Im Ergebnis ermöglicht dieser Ansatz Gastroenterologen zu klassischen Barrett-Metaplasie, die kontinuierlich, gleichmäßig angeordneten Drüsen und eine Gesamt homogene Morphologie hat von BE mit Neoplasien, die oblitera hat zu unterscheidention des Drüsen Architektur. Hier beschreiben wir das Protokoll dieser neuen Technik mit einem multispektralen Endoskop und repräsentative Ergebnisse liefern, um die Nutzung dieses Systems in der Darstellung der morphologischen Transformation von gutartigen Metaplasie hochgradige Dysplasie und Krebs zu demonstrieren.
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Protocol
HINWEIS: Informierte Zustimmung wurde von den Patienten erhalten. Auch hat diese Forschung in Übereinstimmung mit allen institutionellen, nationalen und internationalen Richtlinien für die menschliche Wohlfahrt durchgeführt worden.
1. Bereiten Computer-
- Schalten Laptop auf und verbinden USB aus dem DVI2USB Capture Card.
2. Bereiten Überwachung
- DVI-Kabel anschließen zu überwachen und PinP, damit der Endoskopiker, Videos von diesen Bildschirmen anzuzeigen, anstatt den Computer.
- Stellen Sie sicher, die stehende Monitor auf und ist mit DVI eingestellt.
- Schließen PinP an der Rückseite der Olympus System drücken Sie dann die Eingabe-Taste auf der Olympus-System, um das Bild auf dem großen Monitor an der Wand montiert zu sehen.
3. Laserdiodentreiber-Einstellung
- Überprüfen Sie, ob die Laserdioden-Treiber ist AUS. Es sollte nur für ein paar Minuten eingeschaltet, bevor Bildgebung durchgeführt werden.
- Stecken Laptop, Prozessor, Laserdiodentreiber, DVI-Splitter, und epiphan-Capture-Karte in die Steckerleiste.
5. Führen MDE Weitfeld auf dem Laptop Desktop
- Hit 'Current Folder ".
- Geben Patientennummer und Initialen und drücken Sie "Neues Patienten Folder '.
6. Bereiten Cap und Filter
- Handhabung von Filter immer Schutzhandschuhe und Kimwipes verwenden, um die Übertragung von Öl und Schmutz auf dem Filter zu minimieren. Gaze-oder Alkoholtupfer können Fasern, die mit bildgebenden stören lassen.
- Legen Sie ein paar Kimwipes auf einen Tisch, um eine Plattform, um den Filter und Kappe legen erstellen. Diese desinfizierten Bereich sollte während des Verfahrens leicht zugänglich für die Gastroenterologen sein.
- Den Filter und Kappe fest und halten Kimwipes während des Verfahrens in der Nähe für den Einsatz.
7. Patientenvorbereitung
- Consent Patienten auf den Einsatzvon VFI und Proflavin Farbstoff vor der Ankunft in endo-Suite.
- Position für Patienten oberen Endoskopie Verfahren.
- Fahren Sie mit der Weißlicht-Standard mit einem multispektralen Bildgebung Digital-Mikroskop (MDM) 7.
8. Einfügen und Spray Proflavin
- Nach dem Abschluss mit Weißlicht-Bildgebung, legen und sprühen Proflavin Farbstoff über Gewebe von Interesse. 1-5 mm sollte ausreichend sein, abhängig von dem Bereich des Barretts-Gewebe. Durch Sprühen der Proflavin Farbstoff bei diesem Schritt wird genügend Zeit (mindestens 1 min) für eine ausreichende Gewebeabsorption vor VFI gegeben. Proflavin, die unter einem Prüfpräparat-Anwendung von der FDA (IND 102217) abgedeckt ist, eine fluoreszierende Kontrastmittel, die in Zellkerne kurz nach der Anwendung konzentriert. Obwohl VFI nicht lösen können einzelne Zellmorphologie, wenn die Laserdiode Pfannen über ein Gewebe, das reflektierte Licht ermöglicht es dem Endoskopiker, um die Gesamtdrüsen Morphologien schätzengy.
9. Auf Laser Diode drehen
- Einschalten der Laserdiode. Tun Sie dies mindestens 2 min vor der Belichtung beginnt.
10. Bereiten Endoskop für die VFI
- Ziehen Sie das Endoskop vollständig.
- Vor der Handhabung des Endoskops, dass der Assistent zwei Paare von Handschuhen.
- Haben die Untersucher halten das Endoskop vor der Assistentin, die neben dem Kimwipe Plattform oben beschrieben ist.
- Mit Kimwipes, haben die Assistentin reinigt die Spitze des Endoskops. Achten Sie darauf, die Frontfläche sanft reinigen und reinigen auch ein paar Zentimeter an der Seite des Endoskops zur leichteren Handhabung.
- Nach der Reinigung müssen Sie den Assistenten verfügen über die äußere Paar Handschuhe.
- Haben der Assistent setzen auf dem Filter. Legen Sie die kurzen zylindrischen Vorsprung auf den Filter in seine Komplementär Loch in das Endoskop. Halten Sie das Endoskop vertikal, um den Prozess zu unterstützen.
- Halten Sie die filter an Ort und Stelle, schieben Sie die Kappe über dem Filter und drücken Sie ihn über die Spitze des Endoskops. Achten Sie darauf, die Kappe sicher und mit den Kanten bündig mit dem Endoskop geschoben vollständig auf. Sicherstellen, dass die Lippe der Kappe leicht über die Spitze des Endoskops erstreckt. Schließlich, stellen Sie sicher, dass der Filter ist noch an Ort und bündig mit der Spitze des Endoskops.
11. Legen Sie die Endoskop zurück in die Speiseröhre und Image-
12. Entfernen Endoskop aus Ösophagus
- Mit Kimwipes ziehen vorsichtig den Deckel und Filter aus dem Endoskop. Werfen Sie die Schutzkappe und reinigen Sie den Filter für den nächsten Fall.
13. Filter reinigen
- Den Filter mit Kimwipes reinigen sanft.
- Füllen Sie eine kleine Tasse mit CyDex und tauchen Sie den Filter für 12 min. Alle paar Minuten drehen Sie den Filter über.
- Den Filter mit Kimwipes reinigen sanft.
- Tauchen Sie Filter, diesmal in sterilem Wasser. Nach 5 min, verwenden Sie einen Spritzer bottle und sprühen sterilem Wasser über den Filter.
- Legen Sie Filter auf ein paar Kimwipes und trocknen lassen.
- Nach dem Trocknen in Lagerbehälter zwischen Kimwipes.
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Representative Results
1B zeigt klassische Barrett-Ösophagus ohne Dysplasie umgeben an der Grenze von normalen Plattenepithel. Beginnend mit der flacheren Plattenepithel Gewebe, die peripher gelegen und durch die blauen Pfeile angedeutet ist, ist eine homogene Fläche von langweilig Fluoreszenz ohne Drüsen-Architektur vor. Die grünen Pfeile zeigen eine kreisförmige grüne Linie um den Plattenepithelkarzinomen Gewebe. Diese Gliederung ist Artefakt aus der Kappe des Endoskops resultieren. Der Umzug in die zentral gelegene Barrett-Gewebe kann Drüsenstrukturen als grüne Fluoreszenz Umgebung ein dunkler Lumen definiert werden. Obwohl einige Drüsen verlängert sind, gibt es wenig Verzerrung zwischen benachbarten Drüsen, wie die Breite der Drüsen ist ähnlich, und die Kanten sind klar definiert. Schließlich werden die Drüsen und die Lumen gleichmäßig ohne Verklumpen oder Verdrängung vorliegenden angeordnet.
2B zeigt Barrett-Ösophagus mit Low-grade-Dysplasie. Es istwichtig zu beachten, dass, obwohl es Low-grade-Dysplasie vorhanden, kann dies nicht durch morphologische Kriterien über diese bildgebenden Verfahren sichtbar gemacht werden. Somit, basierend auf morphologischen Muster, dieses Gewebe noch als gutartig eingestuft. Während die homogene Drüsen und Lumen im gelben Oval deuten auf bloße Metaplasie, dem blauen Oval zeigt eine Fläche von weitgehend verschmolzen Drüsen. Das heißt, dass die Dicke der Drüsen erhöht haben, während die dunkleren Lumenhöhle dünn geworden und fast abwesend. Diese überfüllt und leicht verzerrt Drüsen haben jedoch diskrete, Grenzen und sind in der Regel homogen zu sein. Darüber hinaus gibt es keine Auslöschung Gegenwart als die Kanten der Drüsen sind glatt, damit die Gewebe noch gutartig. Der rote Pfeil zeigt Gewebe, das aus dem Fokus und im Video ist leicht zu unterscheiden. Schließlich ist der schwarze Pfeil zeigt Blasen, die Artefakt sind.
In 3B, der rote Oval gibt die prominenteste Bereich mit hochwertigen dysplasie. Diese Drüsen sind überfüllt, wie sie haben dünne unregelmäßige Grenzen zusammen mit Gewebebereiche mit Auslöschung der Nähe des Drüsen Architektur. Das heißt, die Drüsen nicht mehr unterscheidbar, sondern Verschmelzen mit ihrem Lumen klein und unregelmäßig. Obwohl klein, die weitere Anwesenheit von einigen Lumen zeigt wahrscheinlich hochgradigen Dysplasien, wie es häufiger in invasiven Krebs, wo die Lumen vollständig verloren. Im Gegensatz zu der hochgradigen Dysplasien, hebt die gelbe ovale malignen Gewebe. Hier wird das Drüsen Architektur löscht und Lumen fehlen weitgehend.
4B zeigt einen zentral angeordneten Adenokarzinom. Beachten Sie zuerst den Krebs im roten ovalen und die komplette Auslöschung der Drüsenarchitektur mit Lumen Abwesenheit. Diese Auslöschung kann ferner erkannt werden, wenn man den Krebs auf die durch den blauen Pfeil, die einige Drüsen-Rahmen besitzt angegeben Gewebe. Auf der linken Seite der Grauwiederctangle hebt Plattenepithel, die besser in Video geschätzt werden kann, wenn das Endoskop schwenkt über sie in ihrer Gesamtheit. Das Plattenepithelkarzinom Gewebe ist eine flache homogene Fläche von langweilig Fluoreszenz ohne Drüsen Architektur.
. Abbildung 1 Neoplasien im Barrett-Ösophagus: Weißlicht-Endoskopie vs Vitalfarbstoff-Fluoreszenz-Bildgebung. (Links) Bilder mit Weißlicht-Endoskopie entnommen. (Rechts) Entsprechende Bilder mit Vitalfarbstoff verstärkte Fluoreszenz-Bildgebung übernommen. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Figur zu sehen.
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Discussion
Mit Standard-endoskopische Überwachung wird in BE Neoplasien oft übersehen, weil 8 gutartige Metaplasie kann nicht von hochgradiger Dysplasie und Adenokarzinom. Als Instrument, das besser ermöglichen würde, Gastroenterologen, um diesen Fehler zu beheben derzeit unvermeidbar, vital-Farbstoff-Fluoreszenz-Bildgebung verbessert hebt ein Drüsengewebe Morphologie, wodurch ein besonderes Merkmal, um die Gewebetypen differenzieren. Darüber hinaus, indem ein Sichtfeld von bis zu 2,5 cm, VFI ermöglicht Endoskopiker, die gesamte distalen Ösophagus effizient und systematisch über schwenken, so dass verdächtige Läsionen mehr im Vordergrund.
Um diese neue Technik zu nutzen, erste sprühen eine aktuelle Kontrastmittel, Proflavin, über das Gewebe von Interesse. Dann, nach Entfernen des Endoskops ein 495-nm-Langpassfilter benötigt, um sicher an den MDM-Spitze begrenzt. Endlich, nach Wiedereinsetzen des Endoskops in der Nähe der Gewebe von Interesse und dann das Umschalten vondas weiße Licht der Laserdiode bietet eine grüne Fluoreszenz in vivo Bilder von Drüsen Rahmen des Gewebes.
In Fällen von Dauer suboptimal Fluoreszenz, die mit frischen Proflavin können die Ergebnisse als auch das Einschalten der Laserdiode ein paar Minuten vor der tatsächlichen Nutzung und Anpassung der Spannung zu verbessern. Separat für die Patientensicherheit, stellen sicher, dass die Kappe vollständig über den Filter geschoben, so dass der Filter bündig mit der Spitze des Endoskops. Dies wiederum wird die Bildqualität zu verbessern, indem verhindert Schleim Aufbau hinter dem Filter selber.
Während VFI kann Drüsen Morphologie, eine spürbare Verbesserung für Weißlicht-Endoskopie charakterisieren, kann es zelluläre Dysplasie nicht auflösen. Das heißt, die räumliche Auflösung von 50-100 um VFI macht unfähig Differenzierung gutartiger Metaplasie von Low-grade-Dysplasie. Um diese Diagnosen, höhere Auflösung Geräte, die zellulären tra visualisieren unterscheidendessen, wie der Kernpolarität und Zellfüllung, werden benötigt 9,10. Als Beispiel ist hochauflösenden Mikroendoskopie eine neuartige Technik, Tumorgewebe auf Zellebene differenzieren können als Keime leuchten strahlend weiß und Kern zu Plasma-Relation kann geschätzt werden. Narrow Band Imaging ist eine weitere Option, aber es Verwendung von zwei verschiedenen Bereiche und Prozessoren und Follow-up-Verabreichung von entweder Proflavin oder Fluorescein für Mikroendoskopie erfordert; im Gegensatz VFI ermöglicht die sofortige konfokale Bildgebung mit einem Umfang und einem Prozessor, Verlängerung Anästhesie Zeit um ca. 6-8 min. Da diese letztere Geräte konzentrieren sich auf kleinster Gewebebereiche und damit verpassen Neoplasien, VFI, zusätzlich zu der Diagnose Neoplasie, kann auch als ein Weitfeld-, rot-Beflaggung Gerät für die Platzierung der Sonden höherer Auflösung fungieren. So wird die Zukunft der endoskopische Screening für Barrett-Dysplasie wahrscheinlich sind eine ideale Kombination von Weitfeld-Ansatz ÜberwaLanzentechnik, wie VFI, zusammen mit einem Mobilfunk Klassifizierung Technologien wie Mikroendoskopie.
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Disclosures
Es gibt nichts zu offenbaren.
Acknowledgments
Diese Arbeit wird durch das National Cancer Institute der National Institutes of Health Zuschuss R01 CA140257-01 unterstützt.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Filter* | Schott North America, Inc., Duryea, Pennsylvania | Not Applicable | 495-nm long-pass filter |
| Halo Cap – Medium* | Barrx Medical | CP-002A | |
| Processor* | Pentax | EPK-i | |
| Multispectral Digital Microscope** | Not Applicable | Not Applicable | |
| Kimwipes | Kimberly-Clark | KimTech Science | S-8115 |
| Cidex | Advanced Sterilization Products | CIDEX OPA Solution | |
| Proflavine hemisulfate (0.01% w/v) | FDA (IND 102,217) | ||
| Laser Diode* | Nichia Corporation | Not Applicable | 455-nm |
| Image Capture* | Labview | Not Applicable | |
| Spray Catheter | Olympus | Not Applicable | |
| *Equipment specifics within Reference 6. **Equipment specifics within Reference 7 | |||
References
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