In Vivo, percutanea, Ago Based, Optical Coherence Tomography di masse renali
Summary
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.
Abstract
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.
Introduction
Gli ultimi decenni hanno mostrato un costante aumento dell'incidenza di masse renali 1,2. Fino ad ora, le decisioni di trattamento di massa renali sono stati fatti principalmente sulla base di MRI e CT caratteristiche di imaging, età e comorbilità. Tuttavia questi metodi diagnostici e parametri clinici non hanno la finezza di rilevare veramente il potenziale maligno di una massa renale. Una biopsia core o agoaspirato con tessuto sufficiente per la valutazione patologica (diagnostica) fornisce differenziazione obiettiva del tumore sia con sensibilità e specificità nel range di 95-100% 3. Pertanto biopsia sta guadagnando accettazione nella valutazione delle masse renali sospette 4,5. Tuttavia, biopsie senza tessuto sufficiente a stabilire una diagnosi o con normale parenchima renale (non diagnostico) si verificano a un tasso del 10-20% nel complesso, e anche fino al 30% in piccole masse renali (<4 cm MSR), ritardando il processo diagnostico per la necessità frequente per ulterioriprocedure di biopsia 3,5.
Tomografia a coerenza ottica (OCT) è una modalità di imaging romanzo che ha il potenziale per superare gli ostacoli di cui sopra nella differenziazione massa renale. Sulla base della retrodiffusione della luce vicino infrarosso, OCT fornisce immagini con risoluzione assiale 15 micron ad una penetrazione nel tessuto effettiva di 2-3 mm (figura 1, 2). La perdita di intensità di segnale per millimetro di penetrazione del tessuto, una risultante di dispersione della luce tessuto-specifico, è espressa come coefficiente di attenuazione (μ Office: mm -1) come descritto da Faber et al 6.. Caratteristiche istologiche possono essere correlati a valori μ ottobre fornendo un parametro quantitativo di differenziazione tissutale (Figura 3).
Durante la carcinogenesi, le cellule maligne mostrano un aumento del numero, nuclei più grandi e di forma irregolare con un alto indice di rifrazione e mitocondri più attivo. A causa di questo sovraespressione di componenti cellulari, un cambiamento μ PTOM prevedibile quando si confrontano i tumori maligni tumori benigni o tessuto inalterato 7.
Recentemente abbiamo studiato la capacità di superficiale ottobre distinguere tra masse renali benigne e maligne 8,9. In 16 pazienti, intra-operatorie misure ottobre del tessuto tumorale sono stati ottenuti utilizzando una sonda ottobre collocato esternamente. Il braccio di controllo costituito da misure ottobre di tessuto inalterato negli stessi pazienti. Tessuto normale ha mostrato un coefficiente di attenuazione mediana significativamente inferiore rispetto al tessuto maligno, confermando il potenziale dell'OCT di differenziazione del tumore. Questa analisi quantitativa è stata applicata in modo simile a grade altri tipi di tessuto maligno, come carcinoma uroteliale 10,11 e vulvare differenziazione neoplasia epiteliale 12.
ent "> Il nostro obiettivo è di sviluppare ottobre in una biopsia ottica, fornendo immagini in tempo reale in combinazione con il posto di differenziazione del tumore. L'obiettivo del presente studio è quello di descrivere un percutanea, ago base, ottobre approccio nei pazienti con diagnosi di un massa renale valorizzazione solida. Questa descrizione metodo è, a nostra conoscenza, il primo a valutare la possibilità di ago basato ottobre di tumori renali.Protocol
Representative Results
Discussion
In questa pubblicazione riportiamo sulla fattibilità di percutanea, ago base, ottobre del rene. Questo è un primo passo essenziale nello sviluppo di una tecnica PTOM nella clinicamente applicabile per differenziazione del tumore, definito come "biopsia ottica". I nostri primi 25 pazienti hanno mostrato percutaneo ottobre di essere una procedura semplice e sicura. Una biopsia ottica ha due vantaggi rispetto biopsie convenzionali. In primo luogo, la vera acquisizione in tempo e l'analisi dei dati ottobre f…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
This work is funded by the Cure for Cancer Foundation, Dutch Technology Foundation (STW) and The Netherlands Organisation for Health Research and Development (ZonMw).
Materials
| 15G / 7.5cm Co-Axial Introducer Needle | Angiotech, Gainesville, USA | MCXS1612SX | |
| 18G / 20cm Trocar Needle | Cook medical, Bloomington, USA | DTN-18-20.0-U | |
| 16G / 20cm 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) |
| 5ml Luer-lock Syringe | Merit Med. Syst., South Jordan, USA | C408647 | |
| 10ml Syringe | BD, Franklin Lakes, USA | 300912 | |
| 18G Blunt Fill Needle | BD, Franklin Lakes, USA | 305180 | |
| 21G 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% (20mg/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 | |
References
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