Vivo, Perkütan, İğne Tabanlı, Böbrek Kitlelerin Optik Koherens Tomografi

Özet

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.

Özet

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.

Giriş

Geçtiğimiz yıl renal kitlelerin ^1,2 insidansında sürekli bir artış göstermiştir. Şimdiye kadar, böbrek kitle tedavi kararları başta MR ve BT görüntüleme özellikleri, yaş ve komorbidite temelinde yapılmıştır. Ancak bu tanı yöntemleri ve klinik parametreler gerçekten bir renal kitlenin malign potansiyeli tespit incelik yoksundur. Bir kor biyopsi veya patolojik değerlendirme (teşhis) için yeterli doku ile ince iğne aspirasyon 95-100% ³ aralığında duyarlılık ve özgüllük hem objektif tümör farklılaşması sağlar. Bu nedenle biyopsi şüpheli renal kitlelerin ^4,5 değerlendirilmesinde kabul görmektedir. Ancak, yeterli doku olmadan biyopsileri geciktirmek, tanı ya da böbrek parankim (non-diagnostik) Normal genel% 10-20 oranında görülür ve hatta küçük renal kitlelerde% 30'a kadar olan (<4 cm, KRK) kurmak Ek için sık sık gerekliliği nedeniyle tanı sürecibiyopsi ^3,5.

Optik koherens tomografi (OCT) renal kitle farklılaşması yukarıda belirtilen engellerin üstesinden potansiyeline sahip yeni bir görüntüleme yöntemidir. Yakın kızılötesi ışığın saçılma dayanarak, Ekim 2-3 mm etkili bir doku penetrasyonu bir 15 mikron eksenel çözünürlükte görüntüler sağlar (Şekil 1, 2). doku penetrasyonu, dokuya özel ışık saçılımı bir bileşke, her milimetresi başına sinyal yoğunluğu kaybı zayıflama katsayısı olarak ifade edilir (μ _Ekim: ^mm-1). Faber ve diğerleri ⁶ tarafından tarif edildiği gibi. Histolojik özellikleri, doku farklılaşması (Şekil 3) için bir nicel parametre sağlayan _Ekim değerleri μ için ilişkili olabilir.

Karsinogenezis sırasında, habis hücreler artan sayıda, daha büyük ve daha düzensiz şekilli çekirdekler görüntüler daha yüksek bir kırılma endeksi ve daha aktif mitokondri. Nedeniyle hücre bileşenlerinin bu aşırı ekspresyonuna bağlı olarak, μ _Ekim bir değişiklik iyi huylu tümörler ya da etkilenmemiş doku ^7'ye habis tümörler karşılaştırırken beklenebilir.

Son zamanlarda biz benign ve malign böbrek kitlelerinin ^8,9 ayırt etmek için yüzeysel Ekim yeteneğini okudu. 16 hastalarda ise, tümör dokusunun intra-operatif Ekim ölçümler harici olarak yerleştirilen Ekim sonda kullanılarak elde edilmiştir. Aynı hastalarda etkilenmemiş doku Ekim ölçümleri oluşan kontrol kolu. Normal doku tümörü farklılaşması için Ekim potansiyelini teyit malign doku ile karşılaştırıldığında önemli ölçüde daha düşük medyan zayıflama katsayısı gösterdi. Bu nicel analiz gibi ürotelyal karsinom ^10,11 ve vulvar epitel neoplazi farklılaşma ¹² gibi malign dokusu, sınıf diğer türlerine benzer bir şekilde uygulanmıştır.

ent "> Gerçek zamanlı görüntüleme yerinde tümör farklılaşması ile birlikte. Bu çalışmanın amacı esaslı bir perkütan, iğne tanımlamaktır sağlayan bir optik biyopsi haline Ekim geliştirmeyi hedefleyen, hastalarda Ekim yaklaşım tanısı Katı arttırıcı renal kitle. Bu yöntem açıklaması, bildiğimiz kadarıyla, ilk böbrek tümörlerinin iğne olasılığını tabanlı Ekim değerlendirmek için.

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

Protokol

sunulan prosedür Akademik Tıp Merkezi Amsterdam, kayıt numarası NL41985.018 Kurumsal Değerlendirme Kurulu tarafından onaylanmış bir araştırma protokolü altında gerçekleşir. Yazılı bilgilendirilmiş onam tüm katılımcılardan gereklidir.

1. Sistem

1. Bu deney için, bir 1,280-1,350 nm dalga boyu bandı ¹³ çalışan, bir Fourier etki Ekim sistemini kullanın. Fourier etki düşük tutarlılık enterforemetre ilk nesil zaman etki Ekim sistemlere göre veri toplama hızını artırır, sürekli tarama sağlar. Not: Ekim sistemi 90 ° açı ~ de helezonik bir fiber optik prob ile tarama arabirim. Bu 2.7f bir dış çapa (0.9 mm) ila 135 cm arasında bir sokulabilir uzunluğa sahiptir. Sonda 54 mm geri çekilme aralığı ile bir tahrik motoru ve optik denetleyicisi (montaj yuvası) ile Ekim konsoluna bağlanır. edinilen Ekim veri kümeleri 541 kesit görüntüleri (B-taramalar) w oluşur15 um bir eksenel çözünürlük i (Şekil 1, 2).
2. Doğru ve tekrarlanabilir bir zayıflatma ölçümleri sağlamak için, ölçmek suretiyle kalibre μ _okt Kodach ve ^{diğ., 14, 15} ile daha önce tarif edildiği gibi (örneğin, Intralipid) bir yağ emülsiyonundan ağırlık yüzdesi, göre artan konsantrasyonlarda için.
   Kısacası:
   1. 0.125, 0.250, 0.5, 1.0, 2.0, 4.0, 10, 15 ve 20 (stok) yüzde konsantrasyonlarının elde edilmesi için mineralden arındırılmış _H2 O ile% 20 yağ emülsiyonu standart toplu seyreltin.
      1. Yağ emülsiyonu karışımı, 200 ml Ekim duyargasını ve Ekim ölçümü kazanır.
      2. Çapraz referans literatürde bilinen değerleri μ _Ekim değerler ekstre.

2. Time Out ve Hasta Konumlandırma

1. Prosedürü başlamadan önce, isim, doğum, prosedür, pr tarihini kontrol bir "zaman aşımı" gerçekleştirmekocedural tarafı, antikoagülan kullanımı ve alerjiler.
2. Tümör konumuna bağlı olarak, ya eğilimli ya da lateral dekübit pozisyonunda hastayı yerleştirin. Yeterli desteği ile hastayı sağlayın ve o / o 20 ila 40 dakikalık bir süre boyunca bu pozisyonda rahat olmasını beklediğini eğer doğrulayın.
3. Ultrason (US) ¹⁶ kullanılarak, tümörün lokalize ve kalıcı mürekkep ile cilt üzerinde iğne giriş noktasını işaretlemek.
   NOT: bilgisayarlı tomografi (BT) kullanırken, erişim iğnenin tercih konumunu lokalize esnek bir iğne rehberlik şablonu kullanın.

3. Dezenfeksiyon ve Steril Drapaj

1. Bir cerrahi cap ve ağız kapağı üzerine koyun.
2. (2.3 adım) daha önce yerleştirilen iğne giriş işaretini kaldırmak için özen, bir klorheksidin / alkol solüsyonu kullanarak ponksiyon çevresindeki deriyi temizleyin. Geniş bir alanı Dezenfeksiyon beklenmedik erişim iğne yeniden konumlandırılması durumunda ek temizlik için gerekliliğini önleyecektir.
3. R10 ml'lik bir şırınga, bir kör aspirasyon iğnesi, bir 21 G enjeksiyon iğnesi, bir neşter, bir 15 G, eş-eksenli iğnenin, bir 18 G, bir trokar iğnesini ve 16: steril içeriğin egard içeren perkütan ponksiyonu ayarlamak açmak G kor biyopsi tabancası.
4. Sonradan el dezenfektan uygulanması, ellerinizi iyice yıkayın. Cerrahi önlük ve steril eldiven giyin.
5. Steril örtüler hastayı örtün.
6. Ultrason probunun etrafında steril bir kapak uygulayın ve yerinde iğne kılavuzunu düzeltmek.

4. Ekim Hazırlık

1. Ekim konsolunu başlatın ve konsol arabirimi kullanılarak hasta kimliği etiketli alanlar, soyadı, ad ve DOB (doğum tarihi) hasta ayrıntıları girin.
2. Steril içeriğin ilgili olarak, bir Ekim prob, steril montaj dok kapağı ve 5 ml'lik luer-lock şırınga içeren Ekim paketini açmak.
3. Ekim konsolu montaj dock steril kapağı uygulayın. Steril olmayan montaj rıhtım gerektirir RehberlikBir asistan yardımı.
4. % 0.9 NaCl ile 5 ml şırınga doldurun ve yıkama noktasına takın. Su sonda kapağının distal kısmında görünene kadar Ekim probu yıkayın.
5. Montaj dock Ekim probu yükleyin. Döndürmek ve düzgün işleyişini doğrulayan kırmızı ışık yayacaktır prob yükledikten sonra. Kızarma ve hasar riskini en aza indirmek için yükleme sırasında koruyucu kapak probu bırakın.
6. Kendi kapaktan Ekim probu çıkarın. Sert bir yüzeye yerleştirin probu ve bahşiş kısaltmak için bir neşter kullanabilirsiniz. Optik fiber ve prizma baskı en aza indirmek için, kesim sırasında sondanın uzak kısmını sabitleyin. Yönlendirme için yayılan (kırmızı) ışığı kullanarak, prizmadan 5 mm distalinde kesin.

5. Ponksiyon

1. Deri ve% 2 lidokain kullanılarak derin tabakaların (20 mg / ml) anestezisi. Etkili olması için lidokain sağlayan birkaç dakika bekleyin. Herhangi bir ağrı varsa hastayı değildir.
2. İğne kılavuzunu kullanma, yerGörüntüleme yoluyla konumunu doğrulamak 15 G eş-eksenli introducer iğne. Yerleştirme tatmin edici değilse, obturatörü (keskin iğne çekirdek) çıkarın.
3. Tümör piercing, iğnenin içinden 18 G iğne trokar yerleştirin. Yine görüntüleme ile iğnenin konumunu doğrulayın. Yerleştirme tatmin edici ise obturatörü çıkarın.
4. Direnç hissedene kadar trokar iğne kadar Ekim probu besleyin.
5. Ekim prob sabitleme ederken, tümör dokusuna Ekim prob açığa trokar iğne geri çekin. Tümör içindeki trokar iğne ucu tutulması nefes döngüleri sırasında Ekim probunun dolaşması en aza indirir. Bu prob hasar riskini düşürür.
6. Ekim Tarama:
   1. Veri kümesi başına 541 B-taramalar ayarlanmış konsol, bir Ekim tarama gerçekleştirin. Burada kullanılan Ekim sistemi belirli bir parametre ayarlaması gerektiren 5.4 sm bir uzunluk boyunca bir otomatik geri çekilme gerçekleştirir.
   2. (Kalite, eserler için tarama ve katı doku görünümünü kontrolŞekil 1A). Pürüzler en yaygın olarak dairesel bantları, normal Ekim desen (Şekil 1B) dışarı ayakta görünür.
   3. Eserler rescanning sonra devam ederse probu değiştirin.
7. 3 Eki veri setlerinin en az kadar adımı yineleyin 5.6 elde edilir.
8. Yerinde sokma iğne bırakarak, Ekim prob ve trokar iğne çıkarın.
9. Kor biyopsi silahı kol ve görüntüleme konumunu doğrulayarak, iğnenin içinden yerleştirin.
10. Konumlandırma tatmin edici değilse, biyopsi tabancası ateş.
11. Patoloji bölümü protokolüne göre konteynere biyopsi materyali yerleştirin. Burada, kağıt dolgu ile bir petri kabı, bir yerde biyopsileri yeterli% 0.9 NaCl ile doyuruldu.
12. Kor biyopsi kalitesini kontrol edin ve yeterli malzeme elde edilinceye kadar adım 5.9 ve 5.10 tekrarlayın.

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

Sonuçlar

İlk 25 tümörler (23 hasta) arasında, 24 Ekim başarılı prosedürleri toplam uygulandı. Bir durumda bir prob arızası bir OCT taraması elde edememe yol açtı. Tartışma bölümünde ayrıntılı olarak tarif edilmiştir (AE) meydana gelen iki yan etkiler. Hastaların genel özellikleri Tablo 1'de bulunur.

Ekim konsolu edinilen veri setlerinin derhal nitel analiz için gerçek zamanlı Ekim görüntüler sağlayarak yazılımı önceden yüklenmiştir. Daha fazl...

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

Tartışmalar

Bu yayında biz böbrek, Ekim merkezli perkütan iğne fizibilite raporu. Bu "Optik Biyopsi" olarak adlandırılan tümör farklılaşması için bir klinik uygulanabilir tekniği, içine OCT gelişiminde önemli bir ilk adımdır. Bizim ilk 25 hasta kolay ve güvenli bir prosedür olarak perkütan Ekim göstermiştir. Bir optik biyopsi geleneksel çekirdek biyopsisi üzerinden iki avantajı vardır. İlk olarak, Ekim verilerin gerçek zamanlı toplama ve analiz konvansiyonel patolojinin işlem süresi 5-10 g?...

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

Malzemeler

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