生体内 、経皮、ニードルベース、腎大衆の光コヒーレンストモグラフィーで

要約

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.

要約

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.

概要

過去数十年、腎大衆^1,2の発生率の着実な増加を示している。今まで、腎腫治療の決定は、主にMRIとCT撮像特性、年齢および併存疾患に基づいて行われてきた。しかしこれらの診断法と臨床パラメーターは本当に腎質量の悪性の可能性を検出するためのフィネスを欠いている。病理学的評価のための十分な組織（診断）とコア生検または細針吸引^95〜100％3の範囲の感度と特異性の両方を持つ客観的な腫瘍の分化を提供します。そのため生検は不審な腎大衆^4,5の評価で受け入れを集めています。しかし、十分な組織生検なしでは、遅延、診断、または腎実質（非診断）法線が全体の10〜20％の割合で発生し、小さな腎腫瘤では30％までで（<4センチのSRM）を確立する追加のための頻繁な必要性に起因する診断プロセス生検手順^3,5。

光コヒーレンストモグラフィ（OCT）は、腎腫分化における上記の障害を克服する可能性を有する新規なイメージングモダリティである。近赤外光の後方散乱に基づいて、10月2~3程度の効果的な組織浸透に15μmの距離分解能を有する画像を提供する（ 図1,2）。ファーバーらによって記載されるように^6：組織浸透のミリメートル当たり信号強度の損失、組織特異的な光散乱の結果は、減衰係数（ミリメートル_^-1μOCT）として表される。組織学的特徴は、組織分化の定量的パラメータ（ 図3）を提供する_のOCT値をμと相関することができる。

発癌中は、悪性細胞が増加した数、とのより大きく、より不規則な形の核を表示高い屈折率およびより活性なミトコンドリア。による細胞成分のこの過剰発現_、μ10月の変化が良性腫瘍または非罹患組織⁷に悪性腫瘍を比較する際に予想される。

最近では、良性と悪性の腎腫瘤^8,9を区別する表面的な10月の能力を研究した。 16人の患者では、腫瘍組織の術中のOCT測定は、外部に配置されたOCTプローブを用いて得た。同じ患者の非罹患組織のOCT測定値からなる制御アーム。正常組織は、腫瘍の分化のために、OCTの可能性を確認し、悪性組織と比較して有意に低い中央値の減衰係数を示した。この定量分析は、尿路上皮癌^10,11及び外陰上皮新形成分化¹²などの悪性組織のグレード他のタイプと同様の方法で適用されている。

と診断された患者でENT ">我々は、現場での腫瘍分化と組み合わせたリアルタイムイメージングを提供し、光学的生検に10月を開発することを目指しています。現在の研究の目的は、経皮、針ベースを記述することで、10月のアプローチ腎臓の質量を強化する固体。この方法の説明には、我々の知る限り、腎腫瘍の10月に基づく針の可能性を評価する最初のものです。

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プロトコル

提示手順は、学術医療センターアムステルダム、登録番号NL41985.018の治験審査委員会によって承認された研究プロトコルの下で行われます。書面によるインフォームドコンセントは、すべての参加者から要求されている。

1.システム

1. この実験のために、1,280-1,350波長帯¹³で動作する、フーリエドメインOCTシステムを使用する。フーリエ領域低コヒーレンス干渉法は、第一世代の時間領域OCTシステムと比較した場合、データ収集速度を増加させる連続スキャンを可能にする。注：OCTシステムは、約90°の角度で螺旋状に走査し、光ファイバプローブとインターフェースされる。これは、2.7Fの外径（0.9 mm）の135センチ挿入可能な長さを有している。プローブは、54ミリメートルのプルバック範囲で駆動モータと光コントローラ（取付ドック）を通じて10月コンソールに接続します。取得したOCTデータセットは、541の断面像（Bスキャ​​ン）ワットから成り15μmの距離分解能i番目（ 図1,2）。
2. Kodach ら ^14,15により、前述のように正確で再現性の減衰測定を保証するために、脂肪乳剤、（ 例えば 、イントラリピッド）の重量百分率に基づいて_μ10月増加する濃度について測定することによって較正する。
   要するに：
   1. 0.125、0.250、0.5、1.0、2.0、4.0、10、15、20（ストック）パーセントの濃度を達成するために、脱イオンH ₂ O、20％の脂肪乳剤の標準的なバッチを希釈する。
      1. 脂肪乳剤の混合物200mlにOCTプローブを配置し、OCT計測を取得する。
      2. 相互参照は、文献中で既知の値と_μ10月の値を抽出した。

2.タイム·アウトと患者位置決め

1. PR、手順を開始する前に、名前、生年月日、手順を確認し、「タイムアウト」を実行ocedural側、抗凝固剤の使用、およびアレルギー。
2. 腫瘍の位置に応じて、どちらを起こしやすいまたは側臥位で患者を置く。十分な支援を患者に提供し、彼/彼女は20から40分間にわたってこの位置に快適であることを期待しているかどうかを確認。
3. 超音波^{（US）16を}使用して、腫瘍をローカライズし、永久的なインクで皮膚に針落ち点をマーク。
   注：コンピュータ断層撮影（CT）を使用する場合は、アクセス針の好ましい位置をローカライズするために柔軟な針誘導テンプレートを使用します。

3.消毒と滅菌ドレープ

1. 手術帽と口カバーに入れてください。
2. 以前に配置された針落ちマーク（ステップ2.3）を削除しないように注意しながら、クロルヘキシジン/アルコール溶液を用いて、穿刺部位の周りの皮膚を清掃してください。広域消毒すると、予期しないアクセス針の再配置の場合の追加の洗浄の必要性を防ぐことができます。
3. Rはた10mlシリンジ、鈍吸引針、21 G注射針、メス、15 G同軸導入針、18 Gのトロカール針、及び16：無菌コンテンツのegardを含む経皮的穿刺セットを開きGコア生検銃。
4. その後手の消毒剤を適用して、徹底的に手を洗う。手術衣及び滅菌手袋を着用してください。
5. 無菌ドレープで患者をカバーしています。
6. 超音波プローブの周りに無菌カバーを適用し、所定の位置にニードルガイドを修正。

4. 10月の準備

1. 10月コンソールを起動し、コンソールインターフェイスを使用して、患者ID、姓、名、およびDOB（生年月日）をラベルの分野で患者の詳細を入力してください。
2. 無菌のコンテンツのに関しては、OCTプローブ、無菌の取り付けドックカバー、および5ミリリットルルアーロックシリンジを含む10月のパッケージを展開。
3. 10月コンソールマウントドックに無菌のカバーを適用します。非無菌取り付けドックを導くことが必要ですアシスタントの助けを。
4. 0.9％NaClで5ミリリットル注射器を記入し、フラッシングポートに取り付けます。水がプローブカバーの先端部に表示されるまで、OCTプローブをフラッシュします。
5. 取り付けドックにOCTプローブをロードします。回転させて、適切な機能を確認した赤色の光を放出するプローブをロードした後。損傷のリスクを最小限に抑えるために紅潮し、ロード中にその保護カバーにプローブのままにしておきます。
6. そのカバーからOCTプローブを削除します。硬い表面にプローブを配置し、チップを短縮するメスを使用しています。光ファイバとプリズムに圧力を最小限にするために、切削中にプローブの先端部を固定します。オリエンテーションのために放出される（赤色）光を用いて、プリズムから遠位5ミリメートルをカット。

5.穿刺

1. 2％リドカインた（20mg / ml）を用いて、皮膚および深層を麻酔。リドカインを有効にするためにできるように、数分待ちます。痛みがある場合に患者情報を確認して下さい。
2. ニードルガイドを使用して、配置する撮影により位置を確認する15 G同軸導入針。配置が満足のいくものである場合には、オブチュレータ（鋭い針芯）を削除。
3. 腫瘍を貫通、導入針を通じて18のGトロカール針を配置します。再びイメージングと針の位置を確認します。配置が満足のいくものである場合には、閉塞具を取り外します。
4. 抵抗を感じまで、トロカール針までのOCTプローブフィード。
5. OCTプローブを固定して、腫瘍組織をOCTプローブを露出する、トロカール針を後退させる。腫瘍内のトロカール針の先端を維持することは、呼吸サイクル中のOCTプローブのよじれを最小限に抑えます。これは、プローブの損傷のリスクを低下させる。
6. 10月スキャン：
   1. データセットあたり541 Bスキャンに設定コンソールで、10月のスキャンを実行します。ここで使用されるOCTシステムは、特定のパラメータ調整を必要としない5.4センチメートルの長さにわたって、自動プルバックを実行します。
   2. （品質、工芸品のためのスキャンおよび固形組織の外観を確認してください図1A）。アーティファクトは最も一般的に円形のバンドが通常の10月パターン（ 図1B）から出て立って現れる。
   3. 人工物が再スキャン後に続く場合はプローブを交換してください。
7. 10月3日のデータセットの最小までの手順を繰り返し5.6が取得される。
8. インプレース導入針を残して、OCTプローブ及びトロカール針を外します。
9. コア生検銃をARMおよびイメージング上の位置を確認し、導入針を介して配置します。
10. 位置決めが満足のいくものである場合には、生検銃を発射。
11. 病理部門プロトコルに従って容器に生検材料を配置します。ここでは、紙のインレイとペトリ皿、上の場所を検は十分に0.9％NaClで飽和。
12. コア生検の品質を確認し、十分な材料が得られるまでステップ5.9と5.10を繰り返します。

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結果

最初の25の腫瘍（23例）のうち、24成功したOCTの手順の合計を行った。あるケースでは、プローブの故障は、OCTスキャンを取得することができないことにつながった。二つの有害事象（AE）は、議論の項で詳細に記載されており、発生した。一般的な患者の特徴を表1に記載されている。

10月コンソールは、取得したデータセットの即時定性分析のために、リア...

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ディスカッション

この公報では、腎臓の10​​月、ベースの経皮的、針の実現可能性について報告する。これは、「光学的生検」と呼ば腫瘍分化のための臨床的に適用可能な技術、に10月の発展に不可欠な最初のステップです。私たちの最初の25人の患者が簡単で安全手順であることが、経皮10月を示している。光学的生検は、従来のコア生検上の2つの利点がある。まず、OCTデータのリアルタイム取得および分?...

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資料

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