Name: diagnosis of neoplasia in barrett&#8217;s esophagus using vital-dye enhanced fluorescence imaging
Uploaded: 2014-05-11T16:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Diagnosis of Neoplasia in BarrettÃ¢â‚¬â„¢s Esophagus using Vital-dye Enhanced Fluorescence Imaging at JoVE.com

Detta arbete stöds av National Cancer Institute vid National Institute of Health bidrag R01 CA140257-01.

<html> OBS: Informerat samtycke erhölls från patienterna. Dessutom har denna forskning utförts i enlighet med alla institutionella, nationella och internationella riktlinjer för mänsklig välfärd. 1. Förbered datorn <ol><li> Slå laptop på och anslut USB från DVI2USB Capture Card. </li></ol> 2. Förbered bildskärm <ol><li> Anslut DVI-kabel för att övervaka och PinP att låta endoscopist att visa videor från dessa skärmar i stället f?...

<ol>
	<li>Modiano, N., Gerson, L. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Barrett's+Esophagus:+Incidence,+etiology,+pathophysiology,+prevention+and+treatment.">Barrett's Esophagus: Incidence, etiology, pathophysiology, prevention and treatment.</a> Therapeutics and Clinical Risk Management. 3, 1035-1145 (2007).</li><li>Brown, L. M., Devesa, S. S., Chow, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Incidence+of+Adenocarcinoma+of+the+esophagus+among+white+Americans+by+sex,+stage,+and+age.">Incidence of Adenocarcinoma of the esophagus among white Americans by sex, stage, and age.</a> Journal of the National Cancer Institute. 100, 1184-1187 (2008).</li><li>Siegel, R., Naishadham, D., Ahmedin, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cancer+Statistics,+2012.">Cancer Statistics, 2012.</a> A Cancer Journal for Clinicians. 62, 10-29 (2012).</li><li>Vieth, M., Ell, C., Gossner, L., May, A., Stolte, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Histological+analysis+of+endoscopic+resection+specimens+from+326+patients+with+Barrett's+esophagus+and+early+neoplasia.">Histological analysis of endoscopic resection specimens from 326 patients with Barrett's esophagus and early neoplasia.</a> Endoscopy. 36, 776-781 (2004).</li><li>Pohl, H., Rosch, T., Vieth, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Miniprobe+confocal+laser+microscopy+for+the+detection+of+invisible+neoplasia+in+patients+with+Barrett's+oesophagus.">Miniprobe confocal laser microscopy for the detection of invisible neoplasia in patients with Barrett's oesophagus.</a> Gut. 57, 1648-1653 (2008).</li><li>Thekkek, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Modular+video+endoscopy+for+in+vivo+cross-polarized+and+vital-dye+fluorescence+imaging+of+Barrett's-associated+neoplasia.">Modular video endoscopy for in vivo cross-polarized and vital-dye fluorescence imaging of Barrett's-associated neoplasia.</a> Journal of Biomedical Optics. 18, 026007 (2013).</li><li>Roblyer, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multispectral+optical+imaging+device+for+in+vivo+detection+of+oral+neoplasia.">Multispectral optical imaging device for in vivo detection of oral neoplasia.</a> Journal of Biomedical Optics. 13, 024019 (2008).</li><li>Egger, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biopsy+surveillance+is+still+necessary+in+patients+with+Barrett's+oesophagus+despite+new+endoscopic+imaging+techniques.">Biopsy surveillance is still necessary in patients with Barrett's oesophagus despite new endoscopic imaging techniques.</a> Gut. 52, 18-23 (2003).</li><li>Thekkek, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Vital-dye+enhanced+fluorescence+imaging+of+GI+mucosa:+metaplasia,+neoplasia,+inflammation.">Vital-dye enhanced fluorescence imaging of GI mucosa: metaplasia, neoplasia, inflammation.</a> Gastrointestinal Endoscopy. 75, 877-887 (2012).</li><li>Muldoon, T. J., Anandasabapathy, S., Maru, D., Richards-Kortum, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High-resolution+imaging+in+Barrett's+esophagus:+a+novel,+low-cost+endoscopic+microscope.">High-resolution imaging in Barrett's esophagus: a novel, low-cost endoscopic microscope.</a> Gastrointestinal Endoscopy. 68, 737-744 (2008).</li></ol>

Med vanlig endoskopisk övervakning, är neoplasi i BE ofta missas 8 eftersom godartad metaplasi kan vara omöjlig att skilja från höggradig dysplasi och adenocarcinom. Som ett verktyg som bättre skulle göra det möjligt för gastroenterologer för att råda bot på detta nu oundvikliga fel, belyser vital-dye förbättrad fluorescens avbildning en vävnad är körtel morfologi vilket ger en tydlig funktion för att skilja de vävnadstyper. Dessutom, genom att tillhandahålla ett synfält på upp till 2,5 ...

Under de senaste fyrtio åren har förekomsten av esofagusadenokarcinom (EAC) ökade signifikant 1,2; men på grund av sen diagnos, är den femåriga överlevnaden är mindre än 20% 3. Den nuvarande standarden för endoskopisk övervakning i BE, föregångaren till EAC, är vitt ljus endoskopi med slumpmässiga fyra kvadrant pincett &quot;biopsier av segmentet. Tyvärr missar denna teknik ofta neoplasi, vilket kan vara platt, subtilt och svårt att skilja på vanlig vitt ljus avbildning 4. Även om det har varit framgångsrikt i att använda konfokal laser mikroskopi för att markera cellulära funktioner in vivo, kan skador ändå missas på grund av den minskade synfältet 5. Att ha en &quot;bro&quot; teknik som kan belysa områden för vidare konfokal microendoscopic imaging skulle vara klart värdefullt. Följaktligen kan en förbättrad röd-flagga avbildningsmodalitet som förbättrar förmågan att siktat och biopsi tidigt neoplasi i BE skulle vara avgörande för att upptäcka EAC i ett tidigt, botas skede och kan leda till effektivare behandling och därefter förbättrade överlevnaden. VFI är en ny teknik som kombinerar hög upplösning epitelial avbildning med exogen aktuella fluorescerande kontrast, proflavin, för att markera körtel morfologi och avgränsa neoplasi (höggradig dysplasi och cancer) i distala matstrupen i hopp om att förbättra diagnos in vivo-6. Vid excitering av proflavin, som koncentrerar inom cellkärnor kort efter appliceringen, de fluorescerande bilderna tillhandahålla rumslig upplösning av 50 till 100 ^ m och ett synfält på upp till 2,5 cm, vilket möjliggör endoscopists att visualisera glandulär morfologi. Som ett resultat av detta tillvägagångssätt möjliggör gastroenterologists att skilja klassisk Barretts metaplasi, som har kontinuerliga, jämnt fördelade körtlar och en samlad homogen morfologi, från BE med neoplasi, som har obliteraning av den körtel arkitekturen. Här beskriver vi protokollet för denna nya teknik med en multispektrala endoskop, och ger representativa resultat för att påvisa nyttan av denna enhet i skildrar den morfologiska omvandling från godartad metaplasi till höggradig dysplasi och cancer.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="650">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Filter*</td>
			<td>Schott North America, Inc., Duryea, Pennsylvania</td>
			<td>Not Applicable</td>
			<td>495-nm long-pass filter</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Halo Cap &#8211; Medium*</td>
			<td>Barrx Medical</td>
			<td>CP-002A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Processor*</td>
			<td>Pentax</td>
			<td>EPK-i</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Multispectral Digital Microscope**</td>
			<td>Not Applicable</td>
			<td>Not Applicable</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Kimwipes</td>
			<td>Kimberly-Clark</td>
			<td>KimTech Science</td>
			<td>S-8115</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cidex</td>
			<td>Advanced Sterilization Products&#160;</td>
			<td>CIDEX OPA Solution</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Proflavine hemisulfate (0.01% w/v)</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>FDA (IND 102,217)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Laser Diode*</td>
			<td>Nichia Corporation</td>
			<td>Not Applicable</td>
			<td>455-nm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Image Capture*</td>
			<td>Labview</td>
			<td>Not Applicable</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Spray Catheter</td>
			<td>Olympus</td>
			<td>Not Applicable</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>*Equipment specifics within Reference 6. **Equipment specifics within Reference 7</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

diagnosis of neoplasia in barrett&#8217;s esophagus using vital-dye enhanced fluorescence imaging

Förmågan att skilja godartade metaplasi i Barretts esofagus (BE) från neoplasi in vivo är fortfarande svårt, eftersom båda vävnadstyper kan vara plan och som inte kan särskiljas med vitt ljus avbildning ensam. Som ett resultat skulle en modalitet som belyser körtel arkitekturen vara användbar för att diskriminera neoplasi från godartade epitel i distala matstrupen. VFI är en ny teknik som använder en exogen aktuell fluorescerande kontrastmedel för att avgränsa höggradig dysplasi och cancer från godartade epitel. Närmare bestämt är de fluorescerande bilder tillhandahålla rumslig upplösning av 50 till 100 ^ m och ett synfält på upp till 2,5 cm, vilket möjliggör endoscopists att visualisera glandulär morfologi. Vid excitation, verkar klassiska Barretts metaplasi som kontinuerliga, jämnt fördelade körtlar och en övergripande homogen morfologi; Däremot verkar neoplastisk vävnad trångt med fullständig utplåning av det glandulära ram. Här ger vi en översikt överinstrumentering och räkna upp protokollet för denna nya teknik. Medan VFI ger en gastroenterolog med körtel arkitektur misstänkt vävnad kan cell dysplasi inte lösas med denna stödform. Som sådan, kan man inte morfologiskt särskilja Barretts metaplasi från BE med låggradig dysplasi via denna avbildning modalitet. Genom handel utanför en minskning i upplösning med ett större synfält, kan denna bildsystem användas åtminstone som en röd-flagga bildenheten för att rikta och biopsi misstänkta lesioner; ändå, om de noggrannhets åtgärder är lovande, kan VFI blivit standard avbildningsteknik för diagnosen av neoplasi (definierat som antingen höggradig dysplasi eller cancer) i distala matstrupen.

Figur 1B skildrar klassiska Barretts esofagus utan dysplasi omgiven på gränsen av det normala skivepitel. Från och med den flackare skivepitelcancer vävnad, som perifert ligger och indikeras av de blå pilarna, är ett homogent område med tråkig fluorescens närvarande utan körtel arkitektur. De gröna pilarna visar en rund grön linje kring squamous vävnaden. Denna disposition är artefakt resulterande från locket av endoskopet. Att flytta till den centralt belägna Barretts vävnad, kan kört...

Watch this Scientific Journal Video about Diagnosis of Neoplasia in BarrettÃ¢â‚¬â„¢s Esophagus using Vital-dye Enhanced Fluorescence Imaging at JoVE.com

Diagnosis of Neoplasia in BarrettÃƒÂ¢Ã¢â€šÂ¬Ã¢â€žÂ¢s Esophagus using Vital-dye Enhanced Fluorescence Imaging

Diagnos av neoplasi i Barretts esofagus använda Vital-dye Enhanced fluorescens avbildning

Vital-dye förstärkt fluorescens avbildning (VFI) är en ny in vivo teknik som kombinerar hög upplösning epitelial avbildning med exogen aktuella fluorescerande kontrast för att markera körtel morfologi och avgränsa neoplasi (höggradig dysplasi och cancer) i distala matstrupen.

The ability to differentiate benign metaplasia in Barrett&#8217;s Esophagus (BE) from neoplasia in vivo remains difficult as both tissue types can be flat ...

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Diagnosis of Neoplasia in Barrett&#8217;s Esophagus using Vital-dye Enhanced Fluorescence Imaging

Three-dimensional Optical-resolution Photoacoustic Microscopy

Tredimensionell optisk upplösning photoacoustic Mikroskopi

Optical microscopy, providing valuable insights at the cellular and organelle levels, has been widely recognized as an enabling biomedical technology. As ...

Fluorescence Lifetime Imaging of Molecular Rotors in Living Cells

Fluorescens Lifetime Imaging of Molecular Rotorer i levande celler

Diffusion is often an important rate-determining step in chemical reactions or biological processes and plays a role in a wide range of intracellular ...

Time-lapse Fluorescence Imaging of Arabidopsis Root Growth with Rapid Manipulation of The Root Environment Using The RootChip

Time-lapse fluorescensavbildning av Arabidopsis rottillväxt med Rapid Manipulering av Root miljö med hjälp av RootChip

The root functions as the physical anchor of the plant and is the organ responsible for uptake of water and mineral nutrients such as nitrogen, ...

High-resolution Spatiotemporal Analysis of Receptor Dynamics by Single-molecule Fluorescence Microscopy

Högupplöst Spatiotemporal Analys av Receptor Dynamics av ​​Single-molekyl fluorescensmikroskopi

Single-molecule microscopy is emerging as a powerful approach to analyze the behavior of signaling molecules, in particular concerning those aspect (e.g., ...

3D Orbital Tracking in a Modified Two-photon Microscope: An Application to the Tracking of Intracellular Vesicles

3D Orbital Tracking i en modifierad Två-foton Mikroskop: En ansökan till spårning av intracellulära vesiklar

The objective of this video protocol is to discuss how to perform and analyze a three-dimensional fluorescent orbital particle tracking experiment using a ...

From Fast Fluorescence Imaging to Molecular Diffusion Law on Live Cell Membranes in a Commercial Microscope

Från Snabb fluorescens avbildning till molekylär diffusion lagen om Live cellmembran i en kommersiell mikroskop

It has become increasingly evident that the spatial distribution and the motion of membrane components like lipids and proteins are key factors in the ...

Fluorescence Biomembrane Force Probe: Concurrent Quantitation of Receptor-ligand Kinetics and Binding-induced Intracellular Signaling on a Single Cell

Fluorescence Biomembrane Force Probe: Samtidig kvantifiering av receptor-ligand Kinetics och bindning-inducerad intracellulär signalering på en enda cell

Membrane receptor-ligand interactions mediate many cellular functions. Binding kinetics and downstream signaling triggered by these molecular interactions ...

Electrotaxis Studies of Lung Cancer Cells using a Multichannel Dual-electric-field Microfluidic Chip

Electrotaxis Studier av lungcancerceller med användning av en Multichannel dubbla elektriskt fält mikroflödes Chip

The behavior of directional cell migration under a direct current electric-field (dcEF) is referred to as electrotaxis. The significant role of ...

Conducting Multiple Imaging Modes with One Fluorescence Microscope

Genomföra flera Imaging lägen med en fluorescens Mikroskop

Fluorescence microscopy is a powerful tool to detect biological molecules in situ and monitor their dynamics and interactions in real-time. In addition to ...

Visualizing Adhesion Formation in Cells by Means of Advanced Spinning Disk-Total Internal Reflection Fluorescence Microscopy

Visualisera vidhäftning bildandet i celler med hjälp av avancerade Spinning Disk-totalt inre reflektion fluorescensmikroskopi

In living cells, processes such as adhesion formation involve extensive structural changes in the plasma membrane and the cell interior. In order to ...