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Medicine

비보, 경피적, 니들 기반, 신장 질량의 빛 간섭 단층 촬영에서

doi: 10.3791/52574 Published: March 30, 2015

Introduction

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지난 수십 신장 대중 1, 2의 발생률이 꾸준히 증가를 보여 주었다. 지금까지 신장 질량 치료 결정은 주로 MRI 및 CT 결상 특성, 나이 및 동반 질환에 기초하여 이루어지고있다. 그러나 이러한 진단 방법과 임상 매개 변수는 진정으로 신장 대량의 악성 가능성을 감지하는 기교가 부족하다. 핵심 조직 검사 또는 병리학 적 평가 (진단)에 대한 충분한 조직과 미세 침 흡인는 95~100% 3의 범위에서 민감도와 특이도 모두 객관적인 종양의 분화를 제공합니다. 따라서 조직 검사는 의심 신장 대중 4,5의 평가에 동의를 얻고있다. 그러나, 충분한 조직없이 생검 지연, 진단 또는 신장 실질 (비 - 진단) 정상에 전체 10 내지 20 %의 비율로 발생하고, 심지어 작은 신장 질량의 30 % 이하로 (<4cm, SRM들)을 수립 추가적인 대한 필요성으로 인해 자주 진단 과정조직 검사 절차 3,5.

광 결맞음 단층 영상 OCT (는) 신장 질량 분화에서 상기 장애물을 극복 할 수있는 잠재력을 갖는 신규 한 영상 기법이다. 근적외선 빛의 후방 산란에 기초하여, OCT를 2~3mm의 효과적인 조직 침투에 15㎛의 축 해상도 이미지를 제공한다 (도 1, 2). 조직 침투, 조직 특이 광산란 얻어진의 밀리미터 당 신호 세기의 손실 감쇠 계수로 표현된다 (μ OCT를 mm -1). 페이버 (6)에 의해 설명 된 바와 같이. 조직 학적 특성은 조직의 분화 (그림 3)에 대한 정량적 매개 변수를 제공 간섭 단층 값을 μ 상관 관계가 될 수있다.

발암 동안, 악성 세포는 수가 증가와 함께 더 크고 불규칙적 인 모양을 표시 핵 더 높은 굴절률 및 더 활성 미토콘드리아. 인해 세포 성분이 과발현, μ OCT의 변화에 영향을받지 양성 종양 조직 또는 악성 종양 (7)에 비교할 때 예상 할 수있다.

최근에 우리는 양성과 악성 신 대중 8,9 구별하는 표면의 OCT 능력을 공부했다. 16 명의 환자에서 종양 조직의 수술 중의 OCT 측정은 외부 배치의 OCT 프로브를 사용하여 수득 하였다. 동일한 환자의 조직의 영향을받지 않고 측정의 OCT 구성된 제어 암. 정상 조직은 종양의 OCT 분화 잠재력을 확인하는 악성 조직에 비해 상당히 낮은 중앙값 감쇠 계수를 나타내었다. 이러한 정량 분석은 이러한 urothelial 암종 10,11 외음부 상피 종양 분화 12 악성 조직의 다른 유형의 등급에 유사한 방식으로 적용되었다.

ENT는 "> 우리는 실시간 이미징에 현장 종양의 분화와 결합. 본 연구의 목적은 기반 경피적 바늘을 설명하는 것입니다 제공, 광학 생검으로 OCT를 개발하는 것을 목표로, 환자의 10월 방법은 진단 고체 강화 신장 질량.이 방법의 설명은 우리가 알고있는, 최초의 신장 종양의 바늘의 가능성을 기반으로 OCT를 평가합니다.

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Protocol

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제시된 절차는 대학 의료 센터 암스테르담, 등록 번호 NL41985.018의 임상 시험 심사위원회의 승인을 연구 프로토콜에서 발생한다. 서면 동의서는 모든 참가자가 필요합니다.

1. 시스템

  1. 이 실험을 위해, 1,280-1,350 nm 파장 대역 (13)에서 동작하는, 푸리에 도메인의 OCT 시스템을 사용한다. 푸리에 도메인 저 코 히어 런스 간섭계는 제 세대 시간 영역의 OCT 시스템에 비해 데이터 획득 속도를 증가 연속 스캔을 허용한다. 주 : OCT 시스템은 90 ° 각도로 나선형 ~, 광섬유 탐침을 스캔 인터페이스된다. 그것은 2.7F의 외경 (0.9 mm)와 135cm의 삽입 길이를 가지고있다. 프로브는 54mm의 철수 범위와 구동 모터 및 광 컨트롤러 (설치 독)를 통해 OCT의 콘솔에 연결합니다. 인수의 OCT 데이터 세트는 541 단면 이미지 (B-스캔) w 구성15 ㎛, 축 해상도 i 번째 (도 1, 2).
  2. 정확하고 재현성있는 감쇠 측정을 보장하기 위해, 측정함으로써 교정 μ 10월 Kodach 등. (14) (15)에 의해 전술 한 바와 같이 (예 Intralipid) 지방 에멀젼의 중량 퍼센트에 기초하여 증가하는 농도에 대한.
    한마디로 :
    1. 0.125, 0.250, 0.5, 1.0, 2.0, 4.0, 10, 15 및 20 (주) 퍼센트의 농도를 달성하기 위해 탈염 H 2 O와 20 %의 지방 유제의 표준 배치를 희석.
      1. 지방 에멀젼 혼합물 200ml에 프로브의 OCT를 놓고 측정의 OCT를 획득.
      2. 상호 참조 문헌에 알려진 값 μ 10월 값을 추출 하였다.

2. 타임 아웃 및 환자 위치

  1. 절차를 시작하기에 앞서, 이름, 생년월일, 절차, 홍보의 날짜를 확인 "시간을"수행ocedural 측, 항응고제 사용, 알레르기.
  2. 종양의 위치에 따라 하나 또는 경향 측와위에서 환자를 배치했다. 적절한 지원과 함께 환자를 제공하고 그 / 그녀가 20 ~ 40 분 동안의이 위치에 편안하게 기대하는 경우 확인합니다.
  3. 초음파 (US) (16)를 사용하여, 종양 지역화 영구 잉크로 피부에 바늘 엔트리 포인트를 표시한다.
    참고 : 컴퓨터 단층 촬영 (CT)를 사용하는 경우, 액세스 바늘의 원하는 위치를 국산화 유연한 바늘 안내 템플릿을 사용합니다.

3. 소독과 멸균 드레이핑

  1. 외과 모자와 입을 커버를 착용 할 것.
  2. (2.3 단계) 이전에 배치 바늘 항목 표시를 제거하지 않도록주의하면서, 클로르헥시딘 / 알코올 용액을 사용하여 천자 사이트 주위의 피부를 청소합니다. 넓은 지역을 소독하는 것은 예기치 않은 액세스 바늘 위치 변경시 추가 청소의 필요성을 방지 할 수 있습니다.
  3. R로10 ML의 주사기, 무딘 흡인 바늘, 21 G 주사 바늘, 메스, 15 G 동축의 도입 니들, 18 G 투관침 바늘 및 16 : 멸균 내용의 egard가 포함 된 경피적 천자 세트를 엽니 다 G 코어 생검 총.
  4. 이후 손 소독제를 적용, 철저하게 손을 씻으십시오. 수술 가운 및 멸균 장갑을 착용 할 것.
  5. 멸균 커튼에서 환자를 커버.
  6. 초음파 프로브 주위에 살균 커버를 적용하고 장소에 봉침을 수정합니다.

4. 10월 준비

  1. OCT의 콘솔을 시작하고 콘솔 인터페이스를 사용하여 환자 ID 표시된 필드, 성, 이름과 생년월일 (생년월일)에서 환자 정보를 입력합니다.
  2. 멸균 내용과 관련하여, 간섭 단층 조사, 멸균 장착 독 커버하고, 5 ml의 루어 잠금 주사기를 포함 OCT의 패키지 압축을 풉니 다.
  3. OCT의 콘솔 설치 독 멸균 커버를 적용합니다. 비 멸균 장착 독을 필요 안내조수의 도움이됩니다.
  4. 0.9 % NaCl로 5 ML의 주사기를 입력하고 플러싱 포트에 연결합니다. 물이 프로브 커버의 말단 부분에 나타날 때까지 OCT의 프로브를 세척합니다.
  5. 장착 도크에 OCT의 프로브를로드합니다. 회전과 적절한 기능을 확인 붉은 빛을 방출한다 프로브를로드 한 후. 세척 및 손상의 위험을 최소화하기 위해로드시의 보호 커버에 프로브를 남겨주세요.
  6. 표지에서 OCT의 프로브를 제거합니다. 딱딱한 표면에 프로브를 놓고 끝을 단축하기 위해 메스를 사용합니다. 광섬유와 프리즘에 압력을 최소화하기 위해 절단시 프로브의 선단부를 고정한다. 방향을 방출 (적색) 빛을 사용하여, 프리즘에서 5mm의 말단을 잘라.

5. 펑크

  1. 피부와 2 % 리도카인을 사용하여 깊은 층 (20 ㎎ / ㎖)을 마취. 을 적용하려면 리도카인을 허용 몇 분 정도 기다립니다. 통증이있는​​ 경우 환자에게 문의하십시오.
  2. 봉침을 사용하여, 배치촬상 통해 위치 확인 15 G 동축의 도입 니들. 배치가 만족 스러우면, 밀폐 장치 (날카로운 바늘 코어)을 제거한다.
  3. 종양 피어싱, 도입 니들을 통해 18 G 투관침 바늘을 놓습니다. 다시 촬상와 바늘의 위치를​​ 확인한다. 배치가 만족스러운 경우 폐색을 제거합니다.
  4. 저항 느낌까지 투관침 바늘까지 OCT의 프로브를 공급.
  5. OCT의 프로브를 고정하고, 종양 조직으로의 OCT 프로브 노출 투관침 바늘 후퇴. 종양 내 투관침 바늘의 끝을 유지하는 것은 호흡 사이클 동안 OCT의 프로브의 꼬임을 최소화한다. 이것은 프로브 손상의 위험을 낮춘다.
  6. 10월 검색 :
    1. 데이터 세트 당 541 B-검사에서 설정 한 콘솔,의 OCT 검사를 수행합니다. 여기에 사용 된 시스템의 OCT 특정 파라미터 조정이 필요없는 5.4 cm의 길이에 걸쳐 자동 철수를 수행한다.
    2. (품질, 유물에 대한 스캔 및 고체 조직의 모양을 확인도 1a). 공예품은 가장 일반적으로 원형 띠가 정상의 OCT 패턴 (그림 1B)에서 밖으로 서 나타납니다.
    3. 유물을 다시 검사 후 지속되면 프로브를 교체합니다.
  7. 10월 3일 데이터 세트의 최소 때까지 단계를 반복 5.6 취득.
  8. 현재 위치에서 도입 니들을 떠나, OCT의 프로브와 투관침 바늘을 제거합니다.
  9. 핵심 생검 총을 팔과 영상의 위치를​​ 확인, 도입 니들을 통해 놓습니다.
  10. 위치 결정이 양호하면, 생검 총을 발사.
  11. 병리과 프로토콜에 따라 용기에 조직 검사 재료를 놓습니다. 여기에, 종이 속지 배양 접시에 장소 생검은 충분히 0.9 % NaCl로 포화.
  12. 핵심 조직 검사 품질을 확인하고 충분한 자료를 얻을 때까지 단계 5.9와 5.10를 반복합니다.

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Representative Results

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제 25 종양 (23 명) 중 24의 OCT 성공적인 절차 총 수행 하였다. 하나의 경우 프로브 고장의 OCT 검사를 취득 할 수 없다는되었다. 설명 부분에서 상세히 설명된다 (AE)가 발생한 두 부작용. 일반 환자의 특성은 표 1에 있습니다.

OCT를 콘솔 획득 한 데이터 세트의 즉각적인 질적 분석을 위해 리얼 타임 10 월 이미지를 제공하는 소프트웨어를 미리 설치했다. 추가 분석 및 감쇠 측정을 위해 OCT의 데이터는 원시 데이터, TIFF, DICOM 또는 AVI 포맷으로 내보낼 수 있습니다. 시월의 OCT 데이터가 자체 개발 한 소프트웨어를 사용하여 수행됩니다 μ의 정량 분석.

구적 소프트웨어를 사용하여 3 차원 볼륨은 RAW 데이터 (도 2A)에서 렌더링된다. 이 세 축을 따라 orthoslicing의 가능성과 스캔 탄도의 3D 개요를 제공합니다. 표시되는 데이터 집합 전n 개의 그림 2는 전체 풀백 길이에 걸쳐 좋은 품질을 보여줍니다. , perirenal 지방 조직 (그림 2D) 및 투관침 바늘의 내부 - 시각적으로 명확하게 구분이 단단한 조직 (C 그림 2B) 사이에 만들어 질 수있다. 수출 TIFF 파일이 ImageJ에 기반 소프트웨어 패키지에로드는 적층 B-검사를 통해 스크롤 2D로 볼 수 있습니다. OCT의 데이터 세트의 2 차원 및 3 차원 시각화 ROI (region of interest)를 조합 한 것이 선택된다.

투자 수익 (ROI) 내에서 균일 한 간격 B-스캔이 선택됩니다 (그림 2, 3). 각 내 감쇠 계수가 상기 프로브 (도 3a, D)의 중심으로부터 외측으로 방사 직선을 따라 결정된다 B-스캔한다. ImageJ에 기반 소프트웨어 패키지는 그래프의 라인을 따라 감쇠 데이터 포인트를 플롯 옵션을 갖는다. 표시된 그래프의 기울기는 감쇠를 나타내고 COEFF icient (그림 3B, E).

조직 병리학 적 결과 (도 3c, F)를 감쇠 측정 값을 상관시킴으로써, 조직 특이 컷오프 값은 종양 분화 유도 수단을 제공 할 수있다.

그림 1
그림 1 : (A) 고체 조직의 간섭 단층 B-스캔. 원형 유물와 B) 10월 B-스캔.

그림 2
도 2는, (A)는 3 차원 체적 누적 541 B-검사에서 렌더링. (B - C) 우수 조직 성공의 OCT 프로브의 위치를 나타내는 표시를 선택한 B-스캔. (D) perirenal 지방 조직을 보여주는 B-스캔을 선택했습니다.

ove_content "FO : 유지-together.within 페이지 ="항상 "> 그림 3
그림 3 : 2009 년 10 월 분석 및 투명 세포 신 세포 암 (A - C)의 상관 관계 및 oncocytoma (D - E). 도시 된 그래프 (B, E)를 강조 라인을 따라 점 (A, D)를 제공 플로팅. 그래프의 기울기는 감쇠 계수를 나타낸다. 이어서, 감쇠 계수는 조직 특이 적 한계 값을 도출하기 위해 동일한 위치 (C, F)에서 병리학 표본 상관된다.

환자 번호 (23)
종양 번호 (25)
나이 (세) : AVG (범위) 63.7 (32-83)
최대 tumor 직경 (cm) : AVG (범위) 3.5 (1.4-7.5)
섹스
남성 (%) 17 (68)
여성 (%) 8 (32)
종양 측
왼쪽 (%) 15 (60)
오른쪽 (%) 10 (40)
종양의 위치
전적으로 위 극성 라인의 위 또는 아래 극성 라인 (%) 이하 8 (32)
극성 라인 (%)를 교차 9 (36)
> 극성 라인 또는에서 50 % 축 중앙선 또는 극성 선 사이 (%)를 교차 8 (32)
Exophytic / 내생 특성
≥50 %의 exophytic (%) 10 (40)
<50 % exophytic (%) (14) (56)
전적으로 내생 (%) 1 (4)

표 1 : 환자 특성에 의하여 결정된다.

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Discussion

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이 책에서 우리는 신장, 10월 기반 경피적 바늘의 가능성에보고한다. 이것은 "광 조직 검사"로 불리는 종양의 분화에 대한 임상 적용 기술에의 OCT 개발에 필수적인 첫 번째 단계입니다. 우리의 첫 번째 25 명의 환자는 쉽고 안전한 절차로 경피적 OCT를 보여 주었다. 광학 생검은 기존의 핵심 조직 검사를 통해 두 가지 장점이있다. 먼저, OCT 데이터의 실시간 수집 및 분석은 종래 병리학 처리 시간 5-10 일 비해 즉각적인 진단 결과를 제공 할 것이다. 둘째, 종래의 간섭 단층 생검 20 % 비 - 진단 절차의 양을 줄일 수있다. 간섭 단층 검사가 perirenal 지방이나 영향을받지 신장 조직 (비 진단 결과를) 알 때 OCT의 운영자는 성공적으로 종양을 대상으로 OCT의 프로브 위치를 변경할 수 있습니다.

두 이상 반응 (AE)는 제 25 명 중 발생했습니다.첫째 AE는 나머지 0.9 % NaCl을 주입 한 후 해결 저혈압의 알려진 에피소드, 환자에서, 사후 절차 저혈압이었다.

두 번째 AE에서 OCT를 프로브 팁의 조각의 전단. 측정이 깊은 영감을하라는 메시지 동안 환자를 요청 그의 숨을합니다. 과도한 신장 운동은 꼬여 이후 투관침 바늘의 가장자리에의 전단 OCT의 프로브를 일으켰습니다. 1-2mm의 프로브 단편은 현장에 남아, 아직 문제 나 불안을하지 않습니다. 이 AE는 호흡시, 투관침 바늘의 가장자리에, 투관침 바늘의 끝은 OCT 프로브의 꼬임을 최소화 종양 (프로토콜 단계 5.5) 내에서 유지 된 다음 환자 환자 수 (10)의 OCT의 과정에서 일어났다 사이클. OCT의 과정이 수정은 OCT 프로브에 실질적으로 스트레스를 덜 보이고있다. 그러나, 더 전향 적 평가가 필요하다.

본 연구에 사용 된 프로브의 OCT를 설계관상 동맥의 혈관 이미징. 2.7 F (0.9 mm) 직경과 함께 자동화 된 철수 스캔의 가능성은 신장 종양의 기반 10월 바늘이 프로브에 적합하다. 그러나, 광파이버의 섬세한 성질 및 말단 팁에 융합 프리즘 손상에 민감하게 프로브. 간섭 단층 데이터 세트를 획득 할 수 있기 전에 3 예, 일 경우, 절차 인한 프로브 장애시 조작 프로브. 프리즘의 현미경 검사는 광섬유에서 휴식 실패의 가장 가능성있는 원인을, 더 이상 없었다.

정량적 데이터 해석은 조직 특이 감쇠 컷오프 값의 유도를 필요로한다. 이 목표 조직 차별화를위한 수단을 제공한다. 우리는 OCT를 양성과 악성 병변 사이에 연속적으로 신 세포 암의 3 개 주요 악성 하위 그룹을 구별 할 수 있다는 가설을 세웠다. 현재, 감쇄 값은 수동으로 계산된다시간이 걸리는 과정이다 관심의 선택 영역. 우리는 자동화 된 감쇠 계산을위한 소프트웨어를 개발했다. 이는, ROI 선택에 간 인트라 관찰자 변동성을 감소 분석 프로세스 속도 및 데이터 세트 당 측정 횟수를 증가시킨다. OCT의 콘솔로 즉시 감쇠 계수 계산을위한이 소프트웨어의 통합은 완벽한 기능과 임상 적으로 적용 가능한 광학 조직 검사 기술의 개발에 필요한 미래의 단계입니다.

또한, 정성 분석 프로토콜이 필요하다. 영향을받지 않는 조직 (perirenal 지방 인식)의 기능을 프로 시저 간 인식이 아닌 진단 절차의 수를 줄일 수의 OCT 프로브 위치를 조정하라는 메시지를 표시 할 수 있습니다. 또한, 정성 분석은 감쇄 계수 계산 용 ROI를 선택할 필요가있다. 현재, 우리는 미리 정의 된 시각적 인 측면으로 구성된 프로토콜을 개발하는 득점한다. sufficien 때t 데이터 세트를 취득, 눈을 멀게 관찰자는이 프로토콜을 확인합니다.

신장 질량 치료 전략의 성공은 스마트 치료 계획 프로토콜과 실시간으로 식별 (하위 유형과 등급)과 병변의 추적을 사용하여, 정확한 경계 및 프로필 결정에 의존한다. 병변은 모두 후속 전략 및 실시간 식별은 현재의 기술을 이용하여 진단 미충족 과제이다. 생검의 광 간섭 단층 형태의 광학 특성과 간섭 단층 화상의 시각적 구조의 검출 층상 티슈 구조의 변화의 발암 관련 변화의 최소한의 침습적 인 분석을 제공하고, 이러한 요구 사항을 충족 할 가능성이있다.

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Materials

Name Company Catalog Number Comments
15 G/7.5 cm Co-Axial Introducer Needle Angiotech, Gainesville, USA MCXS1612SX
18 G/20 cm Trocar Needle Cook medical, Bloomington, USA DTN-18-20.0-U
16 G/20 cm Quick-Core Biopsy Gun Cook Medical, Bloomington, USA G07827
Ilumien Optis PCI Optimization System (OCT & FFR) St. Jude medical, St. Paul, USA C408650 Part of Dragonfly Kit.
St. Jude medical, St. Paul, USA. (C4088643)
Dragonfly Duo Imaging Catheter LightLab Imaging, Westford, USA C408644 Part of Dragonfly Kit.
St. Jude medical, St. Paul, USA. (C4088643)
Sterile Dock Cover CFI Med. Solutions, Fenton, USA 200-700-00 Part of Dragonfly Kit.
St. Jude medical, St. Paul, USA. (C4088643)
5 ml Luer-lock Syringe Merit Med. Syst., South Jordan, USA C408647
10 ml Syringe BD, Franklin Lakes, USA 300912
18 G Blunt Fill Needle BD, Franklin Lakes, USA 305180
21 G Injection Needle BD, Franklin Lakes, USA 301155
Sterile scalpel BD, Franklin Lakes, USA 372611
NaCl 0,9% solution Braun, Melsungen AG, Germany 222434
Lidocaïne HCl 2% (20 mg/ml) solution Braun, Melsungen AG, Germany 3624480
Sterile Ultrasound Gel, Aquasonic 100 Parker Lab. Inc., Fairfield, USA GE424609
Sterile Ultrasound Cover Microtek Med., Alpharetta, USA PC1289EU
Pathology Container
AMIRA software package FEI Visualization Sciences Group, Hillsboro, USA Software platform for 3D data analysis
FIJI software package (open source) Open source, http://fiji.sc/Fiji Open source image processing software

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References

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Wagstaff, P. G., Swaan, A., Ingels, A., Zondervan, P. J., van Delden, O. M., Faber, D. J., van Leeuwen, T. G., de la Rosette, J. J., de Bruin, D. M., Laguna Pes, M. P. In Vivo, Percutaneous, Needle Based, Optical Coherence Tomography of Renal Masses. J. Vis. Exp. (97), e52574, doi:10.3791/52574 (2015).More

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