Summary
Vital-краситель усиливается флуоресценции томография (VFI) является новым в технике естественных условиях, что сочетает в себе эпителиальных изображений в высоком разрешении с экзогенной местного флуоресцентного отличие выделить железистой морфологии и разграничить неоплазии (дисплазии и рака) в дистальной части пищевода.
Abstract
Способность различать доброкачественные метаплазию в пищевода Барретта (BE) от новообразований в естественных условиях по-прежнему трудно, как оба типа ткани могут быть плоскими и неразличимы с белого света только визуализации. В результате модальность, который подчеркивает железистой архитектуру бы полезно различать неоплазии от доброкачественной эпителия в дистальной части пищевода. VFI роман техника, которая использует экзогенный актуальные флуоресцентный контрастное вещество, чтобы очертить дисплазии и рака от доброкачественной эпителия. В частности, флуоресцентные изображения обеспечивают пространственное разрешение 50 до 100 мкм и поле зрения до 2,5 см, что позволяет эндоскопистов визуализировать железистой морфологии. При возбуждении, метаплазия классический Барретта появляется как непрерывные, равномерно расположенных желез и общую однородную морфологию; в отличие, опухолевой ткани появляется переполнен полной облитерацией железистой рамках. Здесь мы предлагаем обзорприборы и перечислить протокол этой новой техники. В то время как VFI позволяет гастроэнтеролог с железистой архитектуры подозрительной ткани, клеточная дисплазия не могут быть решены с этой модальности. Таким образом, никто не может морфологически различать метаплазию Барретта от BE с низким дисплазии через этот изображения модальности. По компромисса уменьшение разрешения с большей поле зрения, эта система визуализации может быть использован, по крайней мере, как красно-флага изображений устройства к цели и биопсии подозрительных поражений; тем не менее, если меры точности являются перспективными, VFI может стать стандартом метод визуализации для диагностики новообразований (определяется как любой дисплазии или рака) в дистальной части пищевода.
Introduction
За последние сорок лет, заболеваемость аденокарциномы пищевода (EAC) значительно увеличилось 1,2; еще из-за поздней диагностики, выживаемость пятилетний меньше 20% 3. Текущий стандарт эндоскопической наблюдения в ВЕ, предшественник EAC, является белый свет эндоскопия с биопсией случайных четыре quandrant щипцы »сегмента. К сожалению, эта методика часто пропускает неоплазии, которые могут быть плоскими, тонкими и трудно отличить от стандартного белого света изображений 4. Хотя был достигнут успех в помощью конфокальной лазерной микроскопии, чтобы выделить клеточные функции в живом организме, поражения еще могут быть пропущены из-за уменьшения поля зрения 5. Имея технологии "мост", который может выделить области для дальнейшего конфокальной микроскопии microendoscopic будет заметно ценным.
Следовательно, Enhanced Imaging модальность красный флаг, что улучшает способность щитт и биопсия рано неоплазии в ВЕ будет играть важную роль в обнаружении EAC на ранней, излечимой стадии и может привести к более эффективному лечению и впоследствии улучшению показателей выживаемости. VFI является новым методом, который сочетает в себе высокое разрешение эпителиальных изображений с экзогенной местного флуоресцентного контраста, профлавина, чтобы выделить железистой морфологии и разграничить неоплазии (дисплазии и рака) в дистальной части пищевода в надежде на улучшение диагноз в естественных условиях 6. При возбуждении в профлавина, который концентрируется в ядрах клеток вскоре после применения, флуоресцентные изображения обеспечивают пространственное разрешение 50 до 100 мкм и поле зрения до 2,5 см, что позволяет эндоскопистов визуализировать железистой морфологии. В результате, этот подход позволяет гастроэнтерологов отличить метаплазию классический Барретта, который имеет непрерывные, равномерно расположенных желез и общую однородную морфологию, от BE с неоплазии, которая имеет obliteraния железистой архитектуры. Здесь мы опишем протокол этой новой техники с многоспектрального эндоскопа, и получения репрезентативных результатов, чтобы продемонстрировать полезность этого устройства в изображающая морфологический переход от доброкачественной метаплазии к дисплазии высокой степени и раком.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
ПРИМЕЧАНИЕ: Информированное согласие было получено от пациентов. Кроме того, это исследование было проведено с соблюдением всех институциональных, национальных и международных руководящих принципов для благосостояния человека.
1. Подготовьте компьютер
- Включите ноутбук и подключиться USB от DVI2USB Capture Card.
2. Подготовьте монитор
- Подключите кабель DVI для мониторинга и PinP, чтобы позволить эндоскопист, чтобы посмотреть видео с этих экранов, а не компьютер.
- Убедитесь, что положение монитор включен и установлен на DVI.
- Подключите PinP на задней панели системы Olympus затем нажмите кнопку ввода в системе Olympus для просмотра изображения на большом мониторе, установленного на стене.
3. Лазерный диод с настройками драйвера
- Убедитесь, водитель лазерный диод выключен. Следует оказалось только на пару минут, прежде чем изображения не производится.
- Подключите ноутбук, процессор, водителя лазерного диода, сплиттер DVI и Epiphan карты захвата в сетевой фильтр.
5. Запустите MDE Widefield на ноутбуке Desktop
- Hit 'Текущая папка ".
- Введите номер и инициалы пациента и нажмите "Создать папку пациента.
6. Подготовка Cap Фильтры
- При обращении фильтр, всегда используйте перчатки и Kimwipes минимизировать передачу нефти и мусора к фильтру. Марлевые или алкоголь тампоны могут оставить волокна, которые могут препятствовать визуализации.
- Поместите несколько Kimwipes на стол, чтобы создать платформу сложить фильтр и крышку. Это продезинфицировало зону должны быть легко доступны к гастроэнтерологу во время процедуры.
- Лягте фильтр и крышку и держать Kimwipes рядом для использования во время процедуры.
7. Подготовка пациента
- Согласие пациента на использованиеиз VFI и профлавина красителя до прибытия к эндо люкс.
- Статус пациента для верхней процедуры эндоскопии.
- Продолжайте стандартного белого света визуализации с использованием мультиспектральных цифровой микроскоп (MDM) 7.
8. Вставьте и спрей профлавина
- После окончания с изображениями белого света, вставлять и спрей профлавина краситель над интересующей ткани. 1-5 мм должно быть достаточно в зависимости от участка ткани в Барретта. По распыления профлавина краситель на этом этапе, достаточно времени (по крайней мере 1 мин) дается достаточное поглощения тканями до VFI. Профлавина, что рассматривается в рамках исследуемого нового применения снадобья от FDA (IND 102217), является люминесцентная контрастное вещество, которое концентрируется в ядрах клеток вскоре после применения. Хотя VFI не может разрешить индивидуальный клеточной морфологии, когда лазерный диод кастрюли над ткани, отраженный свет позволяет эндоскописту оценить общую железистой morpholoгы.
9. Включите лазерного диода
- Включите лазерного диода. Делайте это по крайней мере 2 мин до начала визуализации.
10. Подготовка эндоскоп для VFI
- Вывод эндоскоп полностью.
- До установки эндоскоп, убедитесь, что помощник имеет две пары перчаток.
- Были эндоскопист провести эндоскоп перед помощник, который находится рядом с платформой Kimwipe описано выше.
- С Kimwipes, есть помощник очищает кончик эндоскопа. Убедитесь в том, чтобы очистить переднюю поверхность мягко, а также очистить несколько сантиметров вдоль стороны эндоскопа для облегчения обработки.
- После очистки, есть помощник распоряжаться внешней пары перчаток.
- Были помощник положил на фильтре. Вставьте короткий цилиндрический выступ на фильтре на дополнительный отверстие в эндоскопа. Держите эндоскоп вертикали, чтобы помочь процессу.
- Держа FILTэр на месте, сдвинуть колпачок на фильтре и толкать его вниз над кончиком эндоскопа. Убедитесь, что крышка является безопасным и толкнул полностью на с краями на одном уровне с эндоскопа. Убедитесь, что кромка крышки слегка проходит над концом эндоскопа. Наконец, убедитесь, что фильтр по-прежнему на месте и на одном уровне с кончика эндоскопа.
11. Вставьте эндоскопа обратно в пищевод и изображение
12. Снимите эндоскоп из пищевода
- Использование Kimwipes осторожно потяните крышку и отфильтровывают эндоскоп. Выбросьте колпачок и очистить фильтр для следующего случая.
13. Чистый фильтр
- Аккуратно очистите фильтр Kimwipes.
- Заполните маленькую чашку с CyDex и погрузите фильтр в течение 12 мин. Каждые несколько минут поверните фильтр по.
- Аккуратно очистите фильтр Kimwipes.
- Погрузите фильтр, на этот раз в стерильной воде. Через 5 мин использовать шприц бottle и слегка намочите стерильную воду на фильтре.
- Поместите фильтр на несколько Kimwipes и дайте ему высохнуть.
- После высыхания, поместить в контейнер для хранения в между Kimwipes.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Рисунок 1B изображает классическую пищевода Барретта, не дисплазии окружении на границах нормальной плоского эпителия. Начиная с плоской плоскоклеточного ткани, которая по периферии расположены и указанном синими стрелками, однородная площадь тупой флуоресценции присутствует, не железистой архитектуры. Зеленые стрелки указывают на круглую зеленую линию вокруг плоскоклеточный ткани. Этот контур является артефактом в результате колпачка эндоскопа. Переезд в ткани Расположенный в центре города Барретта, железистые структуры можно определить как зеленой флуоресценции окружающих темные просвет. Хотя некоторые железы удлиненные, мало искажение между соседними желез, как ширина желез аналогична а ребра четко определены. Наконец, желез и просветы равномерно распределены, не наносить удар или скученности настоящее время.
Рисунок 2B изображает пищеводом Барретта с низким дисплазии. ЭтоВажно отметить, что хотя есть дисплазии низкой степени присутствует, это может не быть визуализированы с помощью морфологических критериев этого изображения модальности. Таким образом, на основе морфологических моделей, эта ткань еще классифицировались как доброкачественные. В то время как гомогенные железы и люмен в желтой овальной наводящий просто метаплазии, синий овал указывает площадь основном объединились желез. То есть, толщина желез увеличились, в то время как более темные просвета полости стал тонким и почти отсутствует. Эти многолюдные и слегка искаженные железы, однако, имеют дискретные, границы и, как правило, однородны. Более того, нет стирание присутствует в виде ребра желез являются гладкими, при этом ткань по-прежнему доброкачественными. Красная стрелка указывает ткань, которая находится не в фокусе и в видео можно легко отличить. Наконец, черная стрелка показывает пузырьки, которые артефакт.
В фигуре 3В, красный овал указывает самое видное зона с высокой ранга дисфункцииплазия. Эти железы переполнены, поскольку они имеют тонкие нерегулярные границы вместе с областей ткани с почти стирание железистой архитектуры. То есть, железы не являются более обособленными, а сплавления вместе с их люмен быть маленьким и нерегулярно. Хотя маленький, продолжающееся присутствие некоторых люмен, вероятно, указывает дисплазии высокой степени, как это чаще всего в инвазивного рака, где просветы полностью потерял. В отличие от дисплазии высокой степени, желтый овал подчеркивает злокачественную ткань. Здесь, железистая архитектура стирается и люмен в значительной степени отсутствуют.
4б расположенный в центре аденокарциномы. Обратите внимание, в первую очередь рак в пределах красного овала и полной облитерации железистой архитектуры с отсутствием просвета. Это уничтожение может быть дополнительно оценены при сравнении рак к ткани, указанном синей стрелкой, которая обладает некоторой железистой рамки. Слева, серый повторногоCTANGLE подчеркивает плоского эпителия, который может быть лучше оценены в видео, когда эндоскоп кастрюли над ним в полном объеме. Это плоскоклеточный ткани представляет собой плоский однородной площадь тупой флуоресценции, без железистой архитектуры.
. Рисунок 1 неоплазии в пищевода Барретта: белого света эндоскопия против визуализации жизненно красителя флуоресценции. (слева) Изображения, полученные с белого света эндоскопии. (справа) корреспондент изображений, снятых с жизненно-красителя Enhanced Imaging флуоресценции. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть увеличенную версию этой фигуры.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Со стандартным эндоскопическое наблюдение, неоплазия в ВЕ часто упускается 8, потому что доброкачественная метаплазия может быть неотличима от дисплазии высокой степени и аденокарциномы. В качестве инструмента, что бы лучше позволить гастроэнтерологов, чтобы исправить эту настоящее неизбежный ошибку, жизненно-краситель Enhanced Imaging флуоресценции подчеркивает железистой морфологии ткани в обеспечивая тем самым отличительной чертой дифференцировать типы тканей. Кроме того, путем предоставления поле зрения до 2,5 см, VFI позволяет эндоскопистов для перемещения по всей дистальной части пищевода эффективно и систематически, что делает подозрительные поражения более заметным.
Чтобы использовать эту технику роман, первый спрей для местного применения контрастного вещества, профлавина, по интересующей ткани. Затем, после удаления эндоскоп 495 нм долгосрочной фильтр должен быть надежно ограничен до кончика MDM. Наконец, после повторной эндоскоп рядом с интересующей ткани, а затем переход отбелый свет на лазерный диод, зеленая флуоресценция предоставляет в естественных образах железистого рамках виде ткани.
В случаях непрерывного неоптимального флуоресценции, приготовленные из свежих профлавина может улучшить результаты, а также включения лазерного диода за несколько минут до фактического использования и регулируя его напряжение. Отдельно для безопасности пациента, убедитесь, что крышка была нажата полностью на фильтре, таким образом, что фильтр находится на одном уровне с концом эндоскопа. Это, в свою очередь, повысит качество изображения, предотвращая накопление слизи позади самого фильтра.
В то время как VFI способен охарактеризовать железистой морфологии, ощутимое улучшение в белого света эндоскопии, он не может разрешить сотовой дисплазии. То есть, пространственное разрешение 50-100 мкм делает VFI неспособны дифференцировать доброкачественные метаплазию от дисплазии низкой степени. Чтобы различать эти диагнозы, более высокие устройств разрешением, визуализации сотовой траего, например, ядерной полярности и сотовой скученности, необходимы 9,10. В качестве примера, с высоким разрешением microendoscopy является более новый метод, который может отличить опухолевой ткани на клеточном уровне, как ядра освещены ярко-белый и ядерный цитоплазматической отношение может быть оценено. Томография Узкая полоса еще один вариант, но это требует использования двух разных областей и процессоров и последующую администрацию либо профлавина или флуоресцеина для microendoscopy; в отличие VFI позволяет осмотреть непосредственное конфокальной с одной области и одним процессором, удлиняя время анестезии примерно на 6-8 мин. Однако, поскольку эти последние устройства сосредоточить внимание на мельчайших областей ткани и, следовательно, пропустить неоплазии, VFI, в дополнение к диагностики неоплазии, может также выступать в качестве широкопольных, красно-маркировка устройства для размещения более высоким разрешением зондов. Таким образом, будущее эндоскопической скрининга дисплазии Барретта, скорее всего, включать сочетание подход Widefield эпиднадзоракопье технологии, как VFI, наряду с технологией сотовой классификации как microendoscopy.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Там нет ничего, чтобы раскрыть.
Acknowledgments
Работа выполнена при поддержке Национального института рака в Национальном институте здравоохранения гранта R01 CA140257-01.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Filter* | Schott North America, Inc., Duryea, Pennsylvania | Not Applicable | 495-nm long-pass filter |
| Halo Cap – Medium* | Barrx Medical | CP-002A | |
| Processor* | Pentax | EPK-i | |
| Multispectral Digital Microscope** | Not Applicable | Not Applicable | |
| Kimwipes | Kimberly-Clark | KimTech Science | S-8115 |
| Cidex | Advanced Sterilization Products | CIDEX OPA Solution | |
| Proflavine hemisulfate (0.01% w/v) | FDA (IND 102,217) | ||
| Laser Diode* | Nichia Corporation | Not Applicable | 455-nm |
| Image Capture* | Labview | Not Applicable | |
| Spray Catheter | Olympus | Not Applicable | |
| *Equipment specifics within Reference 6. **Equipment specifics within Reference 7 | |||
References
- Modiano, N., Gerson, L. B. Barrett's Esophagus: Incidence, etiology, pathophysiology, prevention and treatment. Therapeutics and Clinical Risk Management. 3, 1035-1145 (2007).
- Brown, L. M., Devesa, S. S., Chow, W. Incidence of Adenocarcinoma of the esophagus among white Americans by sex, stage, and age. Journal of the National Cancer Institute. 100, 1184-1187 (2008).
- Siegel, R., Naishadham, D., Ahmedin, J.
- Vieth, M., Ell, C., Gossner, L., May, A., Stolte, M. Histological analysis of endoscopic resection specimens from 326 patients with Barrett's esophagus and early neoplasia. Endoscopy. 36, 776-781 (2004).
- Pohl, H., Rosch, T., Vieth, M., et al. Miniprobe confocal laser microscopy for the detection of invisible neoplasia in patients with Barrett's oesophagus. Gut. 57, 1648-1653 (2008).
- Thekkek, N., et al. Modular video endoscopy for in vivo cross-polarized and vital-dye fluorescence imaging of Barrett's-associated neoplasia. Journal of Biomedical Optics. 18, 026007 (2013).
- Roblyer, D., et al. Multispectral optical imaging device for in vivo detection of oral neoplasia. Journal of Biomedical Optics. 13, 024019 (2008).
- Egger, K., et al. Biopsy surveillance is still necessary in patients with Barrett's oesophagus despite new endoscopic imaging techniques. Gut. 52, 18-23 (2003).
- Thekkek, N., et al. Vital-dye enhanced fluorescence imaging of GI mucosa: metaplasia, neoplasia, inflammation. Gastrointestinal Endoscopy. 75, 877-887 (2012).
- Muldoon, T. J., Anandasabapathy, S., Maru, D., Richards-Kortum, R. High-resolution imaging in Barrett's esophagus: a novel, low-cost endoscopic microscope. Gastrointestinal Endoscopy. 68, 737-744 (2008).
