في فيفو، عن طريق الجلد، إبرة وبناء، بصري تماسك التصوير المقطعي من الجماهير الكلى

Summary

Optical coherence tomography (OCT) is a high resolution imaging technique that allows analysis of tissue specific optical properties providing the means for tissue differentiation. We developed needle based OCT, providing real-time imaging combined with on-the-spot tumor differentiation. This publication describes a method for percutaneous, needle based OCT of renal masses.

Abstract

Optical coherence tomography (OCT) is the optical equivalent of ultrasound imaging, based on the backscattering of near infrared light. OCT provides real time images with a 15 µm axial resolution at an effective tissue penetration of 2-3 mm. Within the OCT images the loss of signal intensity per millimeter of tissue penetration, the attenuation coefficient, is calculated. The attenuation coefficient is a tissue specific property, providing a quantitative parameter for tissue differentiation.

Until now, renal mass treatment decisions have been made primarily on the basis of MRI and CT imaging characteristics, age and comorbidity. However these parameters and diagnostic methods lack the finesse to truly detect the malignant potential of a renal mass. A successful core biopsy or fine needle aspiration provides objective tumor differentiation with both sensitivity and specificity in the range of 95-100%. However, a non-diagnostic rate of 10-20% overall, and even up to 30% in SRMs, is to be expected, delaying the diagnostic process due to the frequent necessity for additional biopsy procedures.

We aim to develop OCT into an optical biopsy, providing real-time imaging combined with on-the-spot tumor differentiation. This publication provides a detailed step-by-step approach for percutaneous, needle based, OCT of renal masses.

Introduction

وقد أظهرت العقود الماضية زيادة مطردة في معدل الإصابة الجماهير الكلى ^1،2. حتى الآن، تم اتخاذ قرارات المعالجة الجماعية الكلى في المقام الأول على أساس التصوير بالرنين المغناطيسي والتصوير CT خصائص والعمر والاعتلال المشترك. لكن هذه الأساليب التشخيصية والمعلمات السريرية تفتقر إلى الجودة للكشف عن حقيقة إمكانات الخبيثة من كتلة الكلى. الخزعة الأساسية أو طموح إبرة بشكل جيد مع النسيج كافية لتقييم المرضية (التشخيص) يوفر موضوعي التمايز الورم مع كل من حساسية وخصوصية في حدود 95-100٪ ^3. ولذلك خزعة تكتسب القبول في تقييم الجماهير الكلى المشبوهة ^4،5. ومع ذلك، الخزعات دون الأنسجة كافية لإثبات التشخيص أو مع وضعها الطبيعي حمة الكلوي (غير التشخيص) تحدث بمعدل 10-20٪ بشكل عام، وحتى تصل إلى 30٪ في الجماهير الكلوية الصغيرة (<4 سم، SRMs)، وتأخير عملية التشخيص بسبب ضرورة متكررة عن إضافيةإجراءات الخزعة ^3،5.

التصوير المقطعي التماسك البصري (OCT) هو طريقة التصوير الرواية التي لديها القدرة على التغلب على العقبات المذكورة في الكلوي التمايز كتلة. استنادا إلى ارتداد مبعثر من ضوء الأشعة تحت الحمراء القريب، أكتوبر توفر صورا مع 15 ميكرون القرار المحوري في لاختراق الأنسجة الفعال 2-3 مم (الشكل 1، 2). وأعرب عن فقدان كثافة إشارة في كل مليمتر من اختراق الأنسجة، وذلك كمحصلة لأنسجة محددة تشتت الضوء، ومعامل التوهين (μ _{أكتوبر:} مم ^-1) كما وصفها فابر وآخرون ^6. الخصائص النسيجية يمكن ربطها μ القيم _أكتوبر توفير معلمة الكمية للتمايز الأنسجة (الشكل 3).

خلال التسرطن، تعرض الخلايا الخبيثة عدد متزايد، نوى أكبر حجما وأكثر غير منتظمة الشكل مع مؤشر الانكسار العالي والميتوكوندريا أكثر نشاطا. ونتيجة لهذا overexpression من مكونات الخلايا، وإحداث تغيير في μ _أكتوبر هو متوقع عند مقارنة الأورام الخبيثة لأورام حميدة أو الأنسجة تتأثر ^7.

مؤخرا قمنا بدراسة قدرة سطحية أكتوبر للتمييز بين الجماهير الكلى الحميدة والخبيثة ^8،9. في 16 مريضا، تم الحصول على قياسات أكتوبر داخل منطوق نسيج الورم باستخدام أكتوبر التحقيق وضعت خارجيا. ذراع التحكم تتألف من القياسات أكتوبر من الأنسجة تتأثر في نفس المرضى. وأظهرت الأنسجة الطبيعية معامل التوهين متوسط ​​أقل بكثير مقارنة مع الأنسجة الخبيثة، مؤكدا إمكانية أكتوبر للورم التمايز. وقد تم تطبيق هذا التحليل الكمي بطريقة مماثلة إلى الصف أنواع أخرى من الأنسجة الخبيثة، مثل سرطان الظهارة البولية ^10،11 والفرج الظهارية الأورام التمايز ^12.

والأنف والحنجرة "> ونحن نهدف إلى تطوير أكتوبر إلى خزعة البصرية، وتوفير التصوير في الوقت الحقيقي جنبا إلى جنب مع على الفور للورم التمايز. والهدف من الدراسة الحالية هو وصف لعن طريق الجلد وإبر مقرها، أكتوبر النهج في تشخيص المرضى مع الصلبة تعزيز كتلة الكلى. هذا الوصف الطريقة، على حد علمنا، أول لتقييم إمكانية إبرة أكتوبر مقرها الأورام الكلوية.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

يأخذ الإجراء قدمت في ظل بروتوكول البحوث المعتمدة من قبل مجلس المراجعة المؤسسية للمركز الأكاديمي الطبي أمستردام، ورقم التسجيل NL41985.018. مطلوب الموافقة المسبقة عن خطية من جميع المشاركين.

1. النظام

1. لهذه التجربة، واستخدام نظام النطاقات أكتوبر فورييه، وتعمل في 1،280-1،350 نانومتر الطول الموجي الفرقة ^13. مجال فورييه المنخفض التماسك التداخل يسمح للمسح الضوئي المستمر مما يزيد من سرعة الحصول على البيانات بالمقارنة مع النظم أكتوبر الساعة المجال الجيل الأول. ملاحظة: يتم ربطه النظام أكتوبر مع التحقيق الذي تجريه الألياف البصرية والمسح الضوئي حلزوني في ~ 90 درجة زاوية. أنه يحتوي على القطر الخارجي لل2.7F (0.9 مم) وطول insertable من 135 سم. التحقيق يربط إلى وحدة التحكم OCT من خلال محرك الأقراص الضوئية وحدة تحكم (تركيب قفص الاتهام) مع مجموعة انسحاب من 54 ملم. تتكون مجموعات البيانات أكتوبر المكتسبة من 541 صور مستعرضة (B-بالاشعة) ثإيث قرار المحوري من 15 ميكرون (الشكل 1، 2).
2. لضمان قياسات دقيقة التوهين وقابلة للتكرار، معايرة من خلال قياس μ _أكتوبر لزيادة تركيز على أساس نسبة وزن مستحلب الدهون، (على سبيل المثال، Intralipid) كما هو موضح سابقا من قبل Kodach وآخرون. ^{14، 15.}
   باختصار:
   1. تمييع دفعة القياسية من 20٪ من الدهون مستحلب مع المنزوع المعادن H ₂ O لتحقيق تركيزات 0.125، 0.250، 0.5، 1.0، 2.0، 4.0، 10، 15 و 20 (الأسهم) في المئة.
      1. وضع مسبار أكتوبر في 200 مل من الدهون مزيج مستحلب والحصول على قياس أكتوبر.
      2. إحالة مرجعية استخراج μ _أكتوبر القيم مع القيم المعروفة في الأدب.

2. تايم آوت وتحديد المواقع المرضى

1. قبل البدء في الإجراء، إجراء "وقت مستقطع" التحقق من الاسم، وتاريخ الميلاد، والإجراء، والعلاقات العامةالجانب ocedural، واستخدام المضاد للتخثر، والحساسية.
2. تبعا لموقع الورم، ووضع المريض في أي موقف استلقاء عرضة أو الجانبي. تزويد المريض مع الدعم الكافي وتحقق ما إذا كان هو / هي تتوقع أن تكون مريحة في هذا المنصب على مدى فترة 20 إلى 40 دقيقة.
3. باستخدام الموجات فوق الصوتية (US) ^16، توطين الورم وبمناسبة نقطة دخول إبرة في الجلد مع الحبر الدائم.
   ملاحظة: عند استخدام التصوير المقطعي (CT)، استخدم قالب توجيه إبرة مرنة لتوطين الموقف المفضل من الإبرة الوصول.

3. تطهير والتعقيم اللف

1. وضع على الجراحي سقف الفم وغطاء.
2. تنظيف الجلد حول الموقع ثقب باستخدام محلول الكلورهيكسيدين / الكحول، مع الحرص على عدم إزالة علامة دخول الإبرة وضعت سابقا (الخطوة 2.3). سوف تطهير مساحة واسعة منع ضرورة تنظيف إضافية في حالة غير متوقع اعادة تموضع وصول الإبرة.
3. مع صegard من المحتوى العقيمة، وفتح مجموعة عن طريق الجلد ثقب تحتوي على: حقنة 10 مل، إبرة الطموح حادة، 21 G حقن الإبرة، مشرط، 15 G المشارك محوري التعريف إبرة، و18 G مبزل الإبرة، و16 G بندقية خزعة الأساسية.
4. غسل اليدين جيدا، وتطبيق اليد مطهر بعد ذلك. وضعت على ثوب الجراحية والقفازات المعقمة.
5. تغطية المريض في الستائر العقيمة.
6. تطبيق غطاء العقيمة حول مسبار الموجات فوق الصوتية واصلاحها دليل الإبرة في المكان.

4. إعداد أكتوبر

1. بدء تشغيل وحدة أكتوبر وأدخل بيانات المرضى في مجالات المسمى ID المريض، الاسم الأخير، الاسم الأول وتاريخ الميلاد (تاريخ الميلاد) باستخدام واجهة وحدة التحكم.
2. وفيما يتعلق المحتوى معقم، فك حزمة أكتوبر تحتوي على اجراء تحقيق أكتوبر، معقم تصاعد غطاء قفص الاتهام، وعلى بعد 5 مل بالتركيبة قفل حقنة.
3. تطبيق غطاء العقيمة إلى قفص الاتهام وحدة التحكم أكتوبر المتصاعدة. توجيه قفص الاتهام غير معقمة تصاعد يتطلب منمساعدة من مساعد.
4. ملء محقنة 5 مل مع 0.9٪ كلوريد الصوديوم ونعلق عليه إلى ميناء التنظيف. تدفق التحقيق أكتوبر حتى يظهر الماء في الجزء الأعلى من الغلاف التحقيق.
5. تحميل التحقيق أكتوبر في قفص الاتهام في تصاعد مستمر. بعد تحميل التحقيق وتدوير وينبعث الضوء الأحمر يؤكد حسن سير العمل. ترك التحقيق في غلافه واقية أثناء التنظيف والتحميل لتقليل خطر وقوع أضرار.
6. إزالة التحقيق أكتوبر من غلافه. وضع مسبار على سطح صلب واستخدام مشرط لتقصير الطرف. إصلاح الجزء الأعلى من التحقيق خلال عدة قطاعات من أجل تقليل الضغط على الألياف البصرية والمنشور. قطع 5 مم القاصي من المنشور، باستخدام المنبعثة (الأحمر) ضوء لتحديد اتجاهاتها.

5. البزل

1. تخدير الجلد والطبقات العميقة باستخدام 2٪ ليدوكائين (20 ملغ / مل). انتظر عدة دقائق مما يسمح ليدوكائين نافذة المفعول. يطلب من المريض إذا كان هناك أي ألم.
2. باستخدام دليل إبرة، ضع15 G المشارك محوري التعريف إبرة التحقق من موقف من خلال التصوير. إذا وضع يبعث على الارتياح، إزالة المسد (الأساسية إبرة حادة).
3. وضع 18 G مبزل الإبرة من خلال إبرة التعريف، وثقب الورم. تحقق مرة أخرى موقف إبرة مع التصوير. إذا وضع مرض إزالة المسد.
4. تغذية التحقيق أكتوبر حتى الإبرة مبزل حتى الشعور المقاومة.
5. مع تحديد المسبار أكتوبر، التراجع عن إبرة مبزل، وفضح التحقيق أكتوبر إلى نسيج الورم. الحفاظ على رأس الإبرة مبزل داخل الورم يقلل مجعد لجنة التحقيق أكتوبر خلال دورات التنفس. وهذا يقلل من خطر تلف التحقيق.
6. أكتوبر المسح الضوئي:
   1. إجراء مسح أكتوبر، مع وحدة التحكم وضعت في 541 B بالاشعة لكل مجموعة البيانات. سيقوم النظام أكتوبر المستخدمة هنا يقوم بإجراء انسحاب الآلي على طول 5.4 سم لا تتطلب تعديلات المعلمة محددة.
   2. تحقق المسح الضوئي للحصول على جودة والمصنوعات وظهور الأنسجة الصلبة (الشكل 1A). القطع الأثرية تظهر الأكثر شيوعا العصابات دائرية كما يقف خارجا من نمط أكتوبر العادي (الشكل 1B).
   3. استبدال التحقيق إذا استمرت القطع الأثرية بعد إعادة تفحص.
7. يتم الحصول كرر الخطوة 5.6 حتى لا تقل عن 3 مجموعات البيانات OCT.
8. إزالة التحقيق أكتوبر ومبزل الإبرة، وترك إبرة التعريف في نفس المكان.
9. تسليح بندقية خزعة الأساسية ووضعه من خلال إبرة التعريف، والتحقق من موقف على التصوير.
10. إذا كان تحديد المواقع يبعث على الارتياح، إطلاق مدفع الخزعة.
11. وضع المواد خزعة في الحاويات وفقا لبروتوكول قسم علم الأمراض. هنا، الخزعات مكان على طبق بتري مع ترصيع الورق، مشبعة بما فيه الكفاية مع 0.9٪ كلوريد الصوديوم.
12. تحقق من جودة خزعة الأساسية وكرر الخطوة 5.9 و 5.10 حتى يتم الحصول على مادة كافية.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

النتائج

بين الأورام 25 الأولى (23 مريضا)، أجريت ما مجموعه 24 أكتوبر الإجراءات الناجحة. في حالة واحدة أدى عطل التحقيق لعدم القدرة على اكتساب مسح أكتوبر. اثنين من الأحداث السلبية (AE) وقعت، والتي وصفها بالتفصيل في قسم المناقشة. تم العثور على الخصائص العامة للمرضى في الجدول 1.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

في هذا المنشور نحن تقريرا عن جدوى عن طريق الجلد، إبرة استنادا اكتوبر في الكلى. وهذه خطوة أولى أساسية في تطوير أكتوبر إلى تقنية قابلة للتطبيق سريريا للورم التمايز، ووصف بأنه "خزعة البصرية". وأظهرت لدينا 25 مريضا الأول عن طريق الجلد أكتوبر ليكون الإجراء سهلة وآمنة. ...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

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