Multiespectrales en tiempo real imágenes de fluorescencia para la detección intraoperatoria del ganglio centinela en Oncología Ginecológica

Resumen

Imagen de fluorescencia es una técnica prometedora para la innovadora cirugía guiada por imagen en cirugía oncológica. En este video se describe el procedimiento técnico para la detección del ganglio centinela utilizando imágenes de fluorescencia mostró como en ginecología oncologicy. Un sistema multiespectral cámara de fluorescencia, junto con el agente fluorescente verde de indocianina, se aplica.

Resumen

El pronóstico en prácticamente todos los tumores sólidos depende de la presencia o ausencia de metástasis en los ganglios linfáticos. El tratamiento quirúrgico ^1-3 más a menudo se combina la escisión radical del tumor con una linfadenectomía completa en el área de drenaje del tumor. Sin embargo, la extirpación de los ganglios linfáticos se asocia con aumento de la morbilidad debido a una avería infección de la herida, y el linfedema. ^4,5 Como alternativa, el procedimiento de nodo linfático centinela (GC) se desarrolló hace varias décadas para la detección del primer ganglio de drenaje linfático del tumor ^6. En el caso de la difusión de lymphogenic, el ganglio centinela es el primer ganglio linfático que se ve afectado (Figura 1). Por lo tanto, si el ganglio centinela no contiene metástasis, los ganglios linfáticos abajo también estará libre de metástasis del tumor y no tiene que ser eliminado. El procedimiento de ganglio centinela es parte del tratamiento para muchos tipos de tumores, como el cáncer de mama y melanoma, sino también para el cáncer de la vulva y el cuello uterino. ⁷ La metodología actual para la detección de ganglio centinela es la inyección peritumoral de radiocoloide un día antes de la cirugía, y un tinte de color durante la operación. Las desventajas de este procedimiento en cáncer cervical y vulvar son múltiples inyecciones en el área genital, lo que lleva a mayor angustia psicológica para el paciente, y el uso de materiales radiactivos coloide.

Imágenes de fluorescencia multiespectral es una modalidad de imagen emergentes que se pueden aplicar durante la operación sin necesidad de inyección de radiocoloide. De imagen de fluorescencia intraoperatoria, dos componentes son necesarios: un agente fluorescente y un sistema cuantitativo óptica para las imágenes intraoperatorias. Como un fluoróforo que hemos utilizado con verde de indocianina (ICG). ICG ha sido utilizado durante décadas para evaluar la función cardíaca, la perfusión cerebral y la perfusión del hígado. ⁸ Es una droga inerte con un seguro fármaco-biológica perfil. Cuando se excita a 750 nm, que emite luz en el espectro del infrarrojo cercano a 800 nm. A medida multiespectrales sistema de fluorescencia de la cámara de imágenes se utilizó. ^9.

El objetivo de este artículo de video es para demostrar la detección del ganglio centinela intraoperatorio con fluorescencia de imagen en pacientes con cáncer cervical y vulvar. Fluorescencia de imagen se utiliza en conjunción con el procedimiento habitual, que consiste en radiocoloide y un colorante azul. En el futuro, imagen de fluorescencia intraoperatoria podría reemplazar el método actual y también es fácilmente transferible a otras indicaciones como el cáncer de mama y melanoma.

Protocolo

1. Intraoperatoria cámara multiespectral de fluorescencia

1. Un sistema de cámara de medida se ha desarrollado en el desarrollado en el Instituto de Medicina Biológica y de imagen (IBMI, de la Universidad Técnica / Helmholtz Zentrum, Munich, Alemania), en estrecha en colaboración con SurgOptix (SurgOptix Inc., Redwood Shores, California, EE.UU.). La configuración del sistema de cámara multiespectral intraoperatoria de fluorescencia se muestra en la Figura 2.
2. La luz pasa a través de un sistema de óptica y se divide en luz visible, luz en la banda de longitudes de onda de emisión (fluorescencia) y la luz en la banda de longitudes de onda de excitación. Estos paquetes son detectados por cámaras CCD (CCD) (Figura 2). Multi-espectral de señales de todas las cámaras son procesados ​​con el fin de corregir los artefactos y el rendimiento real cuantitativa fluorocromo bio-distribución. Color y las señales de fluorescencia se puede visualizar como imágenes separadas en monitores externos o superpuestas en una sola imagen.
3. Los filtros de excitación y emisión de la cámara se establecen en el documento de medición para recoger a 750 nm y 800 nm ± 20 respectivamente.

2. Óptica de contraste de la preparación del agente

1. El agente de contraste fluorescente verde de indocianina (ICG, Pulsion AG, Munich, Alemania) se prepara en condiciones estériles. Una concentración de 0,5 mg / ml se utiliza. Es importante el uso de agua destilada estéril y no cloruro de sodio (NaCl), ya que ésta hará que el ICG para agregar.
2. Después de la preparación, la solución debe ser almacenado en un lugar oscuro y fresco para evitar el deterioro rápido de la intensidad de la fluorescencia por el blanqueo. Nota: a partir de ahora mantener el ICG protegido de la luz.

3. Las imágenes intraoperatorias - Configuración e inyección de ICG

1. La cámara se coloca y se inició en la sala de operaciones antes de la cirugía para minimizar la interferencia con el procedimiento quirúrgico estándar, y conectados a las pantallas de alta definición (Figura 2B).
2. La cámara está cubierto en la norma paños estériles (Carl Zeiss Vision BV, Sliedrecht, Países Bajos, REF OPMI Coloque 306.071) por el investigador en estéril o la ropa.
3. Nota: se tiene cuidado de utilizar sólo los agentes de desinfección claro, como color de los agentes desinfectantes son a menudo autofluorescentes y podría interferir con el procedimiento de imagen. Por otra parte, paños estériles y los marcadores quirúrgica puede ser autofluorescentes. Se recomienda probar todos los materiales utilizados en el campo de la O y la operación de autofluorescencia antes de la cirugía.
4. El agente de contraste fluorescente verde de indocianina (ICG) se prepara en condiciones estériles. Una concentración de 0,5 mg / ml se utiliza. Es importante el uso de agua destilada estéril y no NaCl, ya que ésta hará que el ICG para agregar. Después de la preparación, la solución debe ser almacenado en un lugar oscuro y fresco para evitar el deterioro rápido de la intensidad de la fluorescencia. Nota: es recomendable cambiar los guantes después de la preparación de ICG, ya que incluso una pequeña cantidad de derrame de ICG puede influir en la calidad de la imagen.
5. El procedimiento de imágenes comienza después de abrir el abdomen. Cuando el área de interés está expuesta, la cámara se maneja en el campo de operación. El zoom y el enfoque se ajusta en condiciones estériles. Luces en la sala de operaciones se apagan para una mejor detección de la señal de fluorescencia.
6. 1,0 ml de 0,5 mg / ml de ICG se mezcla con 1,0 ml de la norma de colorante azul (azul patente / azul patente, Guerbet, Francia) en una jeringa. El cirujano inyecta el medio de contraste en los cuatro cuadrantes alrededor del tumor primario, la prevención de derrames del agente. Nota: en caso de derrame de ICG en los guantes quirúrgicos, es necesario cambiar los guantes. Las imágenes fijas o videos en tiempo real se obtienen del flujo de la linfa y la aparición de los ganglios linfáticos centinela fluorescente (Figura 3). Todas las imágenes y los vídeos se guardan directamente en el ordenador.
7. Aparte de la fluorescencia, la SLN se detecta también de acuerdo con el protocolo estándar, ya sea utilizando una sonda de rayos gamma o por inspección visual de la coloración azul, o ambas cosas. El trazador radioactivo se administra generalmente un día antes de la cirugía, después de que un lymphoscintigram se realiza para la detección de un ganglio centinela radiactivos. Esto es parte del procedimiento estándar y no tiene lugar en el protocolo de imágenes de fluorescencia.
8. En tiempo real de la escisión del ganglio centinela se guía tanto por la decoloración de fluorescencia y el azul de los ganglios linfáticos. La función en tiempo real de la cámara ayuda a detectar la fluorescencia de cualquier residuo o localizaciones inesperadas de los nodos de fluorescentes.
9. Después de la extirpación del ganglio centinela, ex vivo las imágenes se adquieren de todos los ganglios linfáticos extirpados de la presencia de una señal fluorescente. El tiempo de exposición puede ser prolongada para una mayor resolución en la captura de imágenes fijas (Figura 4).
10. El examen histopatológico de los ganglios linfáticos revela la presencia o ausencia de células tumorales en el ganglio linfático centinela.

4. RResultados epresentante

Ganglios linfáticos fluorescentes se pueden detectar con una elevada relación señal-a-fondo de relación. Además, el flujo de ICG a través de los vasos linfáticos pueden ser monitoreados en tiempo real que permite la cartografía de los ganglios linfáticos. Los resultados pueden ser influenciados por aumentar la profundidad del nodo, que posiblemente requieran procedimientos diferentes de iluminación para lograr la detección. La aplicación futura de tumor objetivo específico agentes fluorescentes pueden proporcionar una detección intraoperatoria de un ganglio centinela positivo con células de cáncer con esta tecnología.

Figura 1. El ganglio centinela (GC) la teoría. SLN es el primer ganglio de drenaje linfático (s) del tumor.

Figura 2. Esquema de imagen del sistema de cámara de fluorescencia multiespectral (A). La configuración básica del sistema de cámaras en el quirófano (B).

Figura 3. Imágenes multiespectrales de fluorescencia de un ganglio linfático en el cáncer de vulva. La imagen a color de un ganglio linfático en vivo (A). Imágenes de fluorescencia de los ganglios linfáticos mismo, en vivo (B). Pseudocolor de imágenes de fluorescencia superpuesta a la imagen en color (C).

Figura 4. Imágenes multiespectrales de fluorescencia de un ex vivo linfáticos ganglios en el cáncer de cuello de útero. La imagen a color de un ganglio linfático ex vivo (A). Imágenes de fluorescencia de los ganglios linfáticos mismo, ex vivo (B). Pseudocolor de imágenes de fluorescencia superpuesta a la imagen en color (C).

Discusión

Este video muestra la aplicación de la fluorescencia de imágenes multiespectrales intraoperatoria tecnología para la detección intraoperatoria del ganglio centinela (GC) en oncología ginecológica. La metodología tiene ciertas ventajas sobre el procedimiento de ganglio centinela convencionales. La inyección se lleva a cabo durante el procedimiento quirúrgico en sí mismo con el paciente anestesiado en vez de un día antes de la cirugía, que es más fácil para el paciente, especialmente en los cánceres ginecológicos. Además, las imágenes intraoperatorias proporciona al cirujano feedback visual directa del flujo de la linfa y su patrón de drenaje de la GC, y no indirectamente a través de un contador Geiger-cajero. En el cáncer de cuello de útero, donde se encuentran los ganglios linfáticos en la pelvis, esto puede ayudar a mejorar la detección.

Sin embargo, la mayor importancia radica en el enfoque paso hacia imágenes específicas. Dirigido agentes de contraste fluorescente puede ser fusionado con el tumor de anticuerpos específicos o sustratos dirigidas específicamente a las células tumorales. De esta manera, imagen de fluorescencia intraoperatoria tiene un gran potencial para alterar radicalmente la práctica actual de la cirugía oncológica.

Materiales

Name	Company	Catalog Number	Comments
Indocyanine Green (ICG)	Pulsion Medical Systems AG, Munich, Germany	D-81829	A solution of ICG in distilled water is used and not in NaCl 0.9%.
Patent blue / Bleu patenté	Guerbet	12322784
Sterile water for injection	B. Braun Medical
Multispectral fluorescence camera system	Institute for Biological and Medical Imaging (IBMI), Technical University, Munich, Germany and SurgOptix Inc, USA	prototype