Summary
-Dye Vital reforçada imagens de fluorescência (VFI) é um romance em técnica vivo, que combina alta resolução epitelial de imagem com contraste fluorescente tópica exógena para destacar morfologia glandular e delinear neoplasia (displasia de alto grau e câncer) no esôfago distal.
Abstract
A capacidade de diferenciar metaplasia benigna no esôfago de Barrett (BE) de neoplasia in vivo permanece difícil como os dois tipos de tecido pode ser plana e indistinguível com luz branca só imagem. Como resultado, uma modalidade que destaca arquitectura glandular seria útil para discriminar neoplasia benigna do epitélio na parte distal. VFI é uma nova técnica que utiliza um agente de contraste fluorescente tópica exógena para delinear displasia de alto grau e câncer do epitélio benigno. Especificamente, as imagens fluorescentes fornecer resolução espacial de 50 a 100 ^ m e um campo de visão de 2,5 cm, o que permite visualizar endoscopists morfologia glandular. Após a excitação, metaplasia clássico de Barrett surge como contínuos, glândulas uniformemente espaçados e uma morfologia homogênea geral; em contraste, tecido neoplásico aparece cheia de obliteração completa da estrutura glandular. Aqui nós fornecemos uma visão geral doa instrumentação e enumerar o protocolo desta nova técnica. Enquanto VFI oferece um gastroenterologista com a arquitetura glandular de tecido suspeito, displasia celular não pode ser resolvida com esta modalidade. Como tal, não se pode distinguir morfologicamente metaplasia de Barrett do BE com baixo grau Displasia através desta modalidade de imagem. Por trocando uma diminuição na resolução com um maior campo de visão, este sistema de imagem pode ser usado pelo menos como um dispositivo de imagem de bandeira vermelha para alvejar e biópsia de lesões suspeitas; Ainda, se as medidas de precisão são promissores, VFI pode tornar-se a técnica de imagem padrão para o diagnóstico de neoplasia (definidas como displasia de alto grau ou cancro) na parte distal.
Introduction
Ao longo dos últimos quarenta anos, a incidência de adenocarcinoma esofágico (EAC) aumentou significativamente 1,2; ainda devido ao diagnóstico tardio, a taxa de sobrevivência de cinco anos é inferior a 20% 3. O padrão atual de vigilância endoscópica em BE, o precursor da EAC, é endoscopia luz branca com biópsias do segmento aleatórios 'fórceps quatro quandrant. Infelizmente, esta técnica muitas vezes perde neoplasia, que pode ser plana, sutil e difícil de se diferenciar em padrão de luz branca de imagem 4. Embora tenha havido sucesso no uso de microscopia confocal a laser para destacar características celulares in vivo, lesões ainda pode ser perdida devido à diminuição do campo de visão 5. Ter uma tecnologia de "ponte" que pode destacar as áreas para posterior imagem microendoscópica confocal seria marcadamente valioso.
Por conseguinte, uma modalidade de imagem de bandeira vermelha avançado que melhora a capacidade de TARGEt e biópsia neoplasia no início BE seria um instrumento para detectar a EAC, numa fase curável cedo e poderia levar a um tratamento mais eficaz e, posteriormente, melhorou as taxas de sobrevivência. VFI é uma nova técnica que combina imagens de alta resolução epitelial com exógena tópica fluorescente contraste, proflavina, para destacar a morfologia glandular e delinear neoplasia (displasia de alto grau e câncer) no esôfago distal na esperança de melhorar o diagnóstico in vivo 6. Após a excitação do proflavina, que se concentra no núcleo das células, logo após a aplicação, as imagens fluorescentes fornecer resolução espacial de 50 a 100 ^ m e um campo de visão de 2,5 cm, o que permite visualizar endoscopists morfologia glandular. Como resultado, esta abordagem permite gastroenterologistas distinguir metaplasia clássico de Barrett, que tem contínuas, glândulas uniformemente espaçados e uma morfologia homogénea em geral, a partir de BE com neoplasia, o qual tem obliteração da arquitetura glandular. Aqui nós descrevemos o protocolo desta nova técnica com um endoscópio multiespectral, e fornecer resultados representativos para demonstrar a utilidade deste dispositivo em descrever a transformação morfológica de metaplasia benigna para displasia de alto grau e câncer.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
NOTA: O consentimento informado foi obtido dos pacientes. Além disso, esta pesquisa foi realizada em conformidade com todas as diretrizes institucionais, nacionais e internacionais para o bem-estar humano.
1. Prepare Computador
- Vire laptop e conecte USB da Placa de Captura DVI2USB.
2. Prepare o Monitor
- Conecte o cabo DVI para monitorar e PinP para permitir que o endoscopista para ver vídeos a partir dessas telas ao invés do computador.
- Certifique-se que o monitor está em pé e está previsto para DVI.
- Conecte PinP a parte de trás do sistema Olympus, em seguida, pressione o botão de entrada no sistema Olympus para ver a imagem no monitor grande montada na parede.
3. Laser Diode Motorista Setting
- Verifique se o driver de diodo laser é desligado. Ele só deve ser ligado a alguns minutos antes de imagem é realizado.
- Ligue portátil, processador, controlador de diodo laser, DVI splitter, e placa de captura de Epiphan no filtro de linha.
5. Execute MDE Widefield no Desktop Laptop
- Hit 'Current Folder'.
- Digite o número e as iniciais do paciente e pressione 'Criar pasta Paciente'.
6. Prepare Cap e Filtro
- Ao manusear filtro, sempre utilizar luvas e Kimwipes para minimizar a transferência de óleo e detritos para o filtro. Gaze ou álcool cotonetes pode deixar fibras que podem interferir com a imagem.
- Coloque algumas Kimwipes sobre uma mesa para criar uma plataforma para estabelecer o filtro e tampa. Esta área desinfectada deve ser facilmente acessível para o gastroenterologista durante o procedimento.
- Deite-se o filtro e tampa e manter Kimwipes por perto para uso durante o procedimento.
7. Preparação Paciente
- Consentimento paciente em usode VFI e corante proflavina antes de chegar à suíte endo.
- Posição do paciente para o procedimento de endoscopia digestiva alta.
- Prossiga com a imagem de luz branca padrão, utilizando um microscópio digital multiespectral (MDM) 7.
8. Insira e Spray proflavina
- Depois de terminar com a imagem de luz branca, inserir e spray corante proflavina sobre o tecido de interesse. 1-5 mm deve ser suficiente, dependendo da área de tecido Barrett. Ao pulverizar o corante proflavina neste passo, tempo suficiente (pelo menos 1 minuto) é determinada por absorção de tecido suficiente antes VFI. Proflavina, que é coberto por uma aplicação nova droga investigacional da FDA (IND 102217), é um agente de contraste fluorescente que se concentra no núcleo das células, logo após a aplicação. Embora VFI não pode resolver morfologia celular individual, quando as panelas de diodo laser sobre o tecido, a luz refletida permite que o endoscopista a apreciar morpholo glandular geralgy.
9. Ligue Laser Diode
- Ligue o diodo laser. Faça isso pelo menos 2 min antes do início da imagem.
10. Prepare endoscópio para VFI
- Retire o endoscópio completamente.
- Antes de lidar com o endoscópio, garantir que o assistente tem dois pares de luvas.
- Já o endoscopista segurar o endoscópio na frente do assistente que fica ao lado da plataforma Kimwipe detalhado acima.
- Com Kimwipes, ter o assistente limpa a ponta do endoscópio. Certifique-se de limpar a superfície frontal levemente e também limpar alguns centímetros ao longo do lado do endoscópio para facilitar o manuseio.
- Após a limpeza, tem o descarte assistente do par exterior de luvas.
- Já o assistente de colocar no filtro. Insira a protuberância cilíndrica curta no filtro em seu buraco complementar no endoscópio. Manter o endoscópio vertical para auxiliar o processo.
- Segurando o filter no lugar, deslize a tampa sobre o filtro e empurrá-lo para baixo sobre a ponta do endoscópio. Certifique-se que a tampa é seguro e empurrou completamente com as bordas lave com o endoscópio. Certifique-se o lábio da tampa prolonga-se ligeiramente sobre a ponta do endoscópio. Por fim, verifique se o filtro ainda está em vigor e lave com a ponta do endoscópio.
11. Insira o endoscópio volta para o esôfago e Imagem
12. Remover endoscópio de Esôfago
- Usando Kimwipes puxe cuidadosamente a tampa e filtrar fora do endoscópio. Jogue fora a tampa e limpe o filtro para o próximo caso.
13. Filtro limpo
- Delicadamente, limpe o filtro com Kimwipes.
- Encha um copo pequeno com CyDex e mergulhe o filtro para 12 min. A cada poucos minutos virar o filtro sobre.
- Delicadamente, limpe o filtro com Kimwipes.
- Submergir filtro, desta vez em água estéril. Depois de 5 minutos, use um esguicho bottle e pulverizar água estéril sobre o filtro.
- Coloque filtro em algumas Kimwipes e deixe secar.
- Depois de seco, coloque em recipiente de armazenamento entre Kimwipes.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
A Figura 1B mostra clássico Esôfago de Barrett sem displasia cercado nas fronteiras por epitélio escamoso normal. Começando com o tecido escamoso mais plana, que está localizado perifericamente e indicado pelas setas azuis, uma zona homogénea de fluorescência monótona está presente sem arquitectura glandular. As setas verdes indicam uma linha verde circular em torno do tecido escamoso. Este esboço é artefacto resultante a partir da tampa do endoscópio. Movendo-se para o tecido localizado centralmente de Barrett, estruturas glandulares pode ser definida como a fluorescência verde em torno de um lúmen mais escuras. Apesar de algumas glândulas são alongadas, há pouca distorção entre as glândulas adjacentes, como a largura das glândulas é semelhante e as bordas são claramente definida. Por fim, as glândulas e os lumens são uniformemente espaçados sem aglomeração ou presente aglomerando.
A Figura 2B mostra Esôfago de Barrett com displasia de baixo grau. Éimportante notar que embora haja displasia de baixo grau presente, este pode não ser visualizada por critérios morfológicos através desta modalidade de imagem. Assim, com base em padrões morfológicas, este tecido é ainda classificado como benigno. Enquanto as glândulas homogêneos e lumens no oval amarelo são sugestivos de mera metaplasia, o oval azul indica uma área de glândulas largamente fundiram. Isto é, a espessura das glândulas aumentaram, enquanto que a cavidade luminal mais escura tornou-se fina e quase ausente. Estas glândulas lotados e ligeiramente distorcidas, no entanto, têm discretos, fronteiras e tendem a ser homogênea. Além disso, não há nenhuma apagamento presente como as bordas das glândulas são suaves, assim, o tecido é ainda benigno. A seta vermelha indica o tecido que está fora de foco e em vídeo podem ser facilmente distinguidos. Por fim, a seta preta mostra as bolhas que são artefato.
Na Figura 3B, o oval vermelho indica a área mais proeminente com disfunção alto grauplasia. Estas glândulas estão lotados, pois têm bordas irregulares finas, juntamente com áreas de tecido com perto de apagamento da arquitetura glandular. Isto é, as glândulas não são isoladas, mas a fusão em conjunto, com os lúmenes ser pequeno e irregular. Embora pequena, a contínua presença de alguns lumens provavelmente indica displasia de alto grau, pois é mais frequentemente em câncer invasivo onde os lumens estão completamente perdidos. Em contraste com a displasia de alto grau, o oval amarelo destaca o tecido maligno. Aqui, a arquitetura glandular é obliterado e lumens são em grande parte ausente.
Figura 4B mostra um adenocarcinoma localizado centralmente. Observe primeiro o cancro no oval vermelho ea obliteração completa da arquitetura glandular com luminal ausência. Este apagamento pode ser ainda apreciado ao comparar o cancro para o tecido indicada pela seta azul, que possui alguma estrutura glandular. À esquerda, o re cinzactangle destaca epitélio escamoso, que pode ser melhor apreciado no vídeo quando as panelas endoscópio sobre ele em sua totalidade. Este tecido escamoso é uma área plana homogênea de fluorescência maçante sem arquitetura glandular.
. Figura 1 Neoplasia de Esôfago de Barrett: Branco-luz endoscopia vs vital corante imagens de fluorescência. (Esquerda) Imagens tiradas com a endoscopia de luz branca. (Direito) Correspondente imagens tiradas com corante vital reforçada imagens de fluorescência. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Com vigilância endoscópica normal, neoplasia em BE é muitas vezes perdida 8 porque metaplasia benigna pode ser indistinguível de displasia de alto grau e adenocarcinoma. Como uma ferramenta que seria melhor permitir gastroenterologistas para remediar esse erro atualmente inevitável, o corante vital reforçada imagens de fluorescência destaca morfologia glandular de um tecido proporcionando assim uma característica distinta para diferenciar os tipos de tecidos. Além disso, através de um campo de visão de até 2,5 cm, VFI permite endoscopistas para se deslocar ao longo de todo o esôfago distal de forma eficiente e sistemática, fazendo lesões suspeitas mais proeminente.
Para utilizar esta nova técnica, o primeiro spray de um agente de contraste tópico, proflavina, sobre o tecido de interesse. Em seguida, após a remoção do endoscópio de 495 nm filtro passa longo tem de ser segura com limite para a ponta de MDM. Finalmente, após a reinserção do endoscópio perto do tecido de interesse e, em seguida, a passagem dea luz branca do diodo laser, uma fluorescência verde proporciona no imaginário vivo do quadro glandular do tecido.
Em casos de fluorescência de qualidade inferior contínua, usando proflavina fresco pode melhorar os resultados, bem como ligar o diodo laser alguns minutos antes de o uso real e ajustar a tensão. Separadamente, para a segurança do paciente, certifique-se a tampa foi empurrado completamente sobre o filtro, de tal forma que o filtro fique nivelada com a ponta do endoscópio. Este, por sua vez, irá melhorar a qualidade de imagem, impedindo o acúmulo de muco atrás do próprio filtro.
Enquanto VFI é capaz de caracterizar a morfologia glandular, uma melhoria tangível para endoscopia de luz branca, ele não pode resolver displasia celular. Ou seja, a resolução espacial de 50-100 mM faz VFI incapaz de diferenciar metaplasia benigna de displasia de baixo grau. Para distinguir estes diagnósticos, dispositivos de alta resolução que visualizam tra celularsua, como polaridade nuclear e aglomeração celular, são necessários 9,10. Como um exemplo, alta-resolução microendoscopy é uma mais nova técnica que pode diferenciar tecidos neoplásicos no nível celular como núcleos são iluminadas branco brilhante e nuclear para citoplasmático proporção pode ser apreciado. Imagem de banda estreita é outra opção, mas requer o uso de dois escopos e processadores diferentes e administração de acompanhamento de qualquer proflavina ou fluoresceína para microendoscopy; em contraste VFI permite imagem confocal imediato com um âmbito de aplicação e um processador, prolongando o tempo de anestesia por cerca de 6-8 minutos. No entanto, porque estes últimos dispositivos concentrar em áreas de tecidos minutos e, consequentemente, perder as neoplasias, VFI, além de diagnosticar a neoplasia, também podem actuar como um campo amplo, o dispositivo de vermelho-de sinalização para a colocação de sondas de maior resolução. Assim, o futuro do rastreamento endoscópico para a displasia de Barrett provavelmente envolverá uma abordagem combinada de widefield vigilânciatecnologia lança, como VFI, juntamente com uma tecnologia de classificação celular como microendoscopy.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Não há nada a divulgar.
Acknowledgments
Este trabalho é apoiado pelo Instituto Nacional do Câncer do Instituto Nacional de Saúde concessão R01 CA140257-01.
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
- Modiano, N., Gerson, L. B. Barrett's Esophagus: Incidence, etiology, pathophysiology, prevention and treatment. Therapeutics and Clinical Risk Management. 3, 1035-1145 (2007).
- Brown, L. M., Devesa, S. S., Chow, W. Incidence of Adenocarcinoma of the esophagus among white Americans by sex, stage, and age. Journal of the National Cancer Institute. 100, 1184-1187 (2008).
- Siegel, R., Naishadham, D., Ahmedin, J.
- Vieth, M., Ell, C., Gossner, L., May, A., Stolte, M. Histological analysis of endoscopic resection specimens from 326 patients with Barrett's esophagus and early neoplasia. Endoscopy. 36, 776-781 (2004).
- Pohl, H., Rosch, T., Vieth, M., et al. Miniprobe confocal laser microscopy for the detection of invisible neoplasia in patients with Barrett's oesophagus. Gut. 57, 1648-1653 (2008).
- Thekkek, N., et al. Modular video endoscopy for in vivo cross-polarized and vital-dye fluorescence imaging of Barrett's-associated neoplasia. Journal of Biomedical Optics. 18, 026007 (2013).
- Roblyer, D., et al. Multispectral optical imaging device for in vivo detection of oral neoplasia. Journal of Biomedical Optics. 13, 024019 (2008).
- Egger, K., et al. Biopsy surveillance is still necessary in patients with Barrett's oesophagus despite new endoscopic imaging techniques. Gut. 52, 18-23 (2003).
- Thekkek, N., et al. Vital-dye enhanced fluorescence imaging of GI mucosa: metaplasia, neoplasia, inflammation. Gastrointestinal Endoscopy. 75, 877-887 (2012).
- Muldoon, T. J., Anandasabapathy, S., Maru, D., Richards-Kortum, R. High-resolution imaging in Barrett's esophagus: a novel, low-cost endoscopic microscope. Gastrointestinal Endoscopy. 68, 737-744 (2008).
