Imagens em tempo real multiespectrais de fluorescência para detecção intra-operatória do linfonodo sentinela em Oncologia Ginecológica

Summary

Fluorescência de imagem é uma modalidade promissora inovadoras para cirurgia guiada por imagem em oncologia cirúrgica. Neste vídeo podemos descrever o procedimento técnico para a detecção do linfonodo sentinela utilizando imagens de fluorescência como exibidos em oncologicy ginecológicos. Um sistema de câmera multiespectral de fluorescência, juntamente com o agente de indocianina verde fluorescente, é aplicado.

Abstract

O prognóstico em praticamente todos os tumores sólidos depende da presença ou ausência de metástases linfonodais. O tratamento cirúrgico ^1-3 na maioria das vezes combina a excisão radical do tumor com uma linfadenectomia completa na área de drenagem do tumor. No entanto, a remoção dos linfonodos é associada com aumento da morbidade devido à infecção colapso da ferida, e linfedema ^4,5. Como alternativa, o sentinela procedimento de linfonodo (SLN) foi desenvolvido há várias décadas para detectar o primeiro linfonodo de drenagem do tumor ^6. Em caso de disseminação lymphogenic, a SLN é o primeiro linfonodo que é afetado (Figura 1). Assim, se a SLN não contém metástases, linfonodos jusante também será livre de metástases tumorais e não precisa de ser removido. O procedimento SLN é parte do tratamento para muitos tipos de tumores, como câncer de mama e melanoma, mas também para o câncer da vulva e colo do útero. ⁷ A metodologia atual padrão para detecção de SLN é por injeção peritumoral de radiocolóide um dia antes da cirurgia, e um corante de cor no intra-operatório. Desvantagens do procedimento no colo do útero e câncer vulvar são múltiplas injeções na área genital, levando a um aumento sofrimento psicológico para o paciente, eo uso de substâncias radioativas colóide.

Imagens de fluorescência Multispectral é uma modalidade de imagem emergentes que podem ser aplicadas no intra-operatório sem a necessidade de injeção de radiocolóide. Intra-operatória de fluorescência de imagem, dois componentes são necessários: um agente fluorescente e um sistema óptico para quantitativa intra-operatória de imagem. Como um fluoróforo temos usado indocianina verde (ICG). ICG tem sido usada por muitas décadas para avaliar a função cardíaca, a perfusão cerebral e de perfusão de fígado. ⁸ É um medicamento inerte com um perfil fármaco-biológico seguro. Quando animado em torno de 750 nm, emite luz no espectro infravermelho próximo em torno de 800 nm. A custom-made sistema de câmera multiespectral de imagens de fluorescência foi usado. ^9.

O objetivo deste artigo de vídeo é demonstrar a detecção do linfonodo sentinela no intra-operatório utilizando fluorescência de imagem em pacientes com câncer cervical e vulvar. Fluorescência de imagem é usada em conjunto com o procedimento padrão, que consiste em radiocolóide e um corante azul. No futuro, intra-operatória de fluorescência de imagens pode substituir o método atual e também é facilmente transferível para outras indicações, como câncer de mama e melanoma.

Protocol

1. Câmera intra-operatória de fluorescência Multispectral

1. Um sistema de câmera feito sob medida foi desenvolvida na desenvolvidas no Instituto de Biológicas e Imagiologia Médica (IBMI, Universidade Técnica / Helmholtz Zentrum, de Munique, Alemanha), em estreita em colaboração com SurgOptix (SurgOptix Inc, Redwood Shores, CA, EUA). A configuração do sistema de câmera multiespectral intra-operatória de fluorescência é mostrado na Figura 2.
2. A luz passa através de um sistema de óptica e é separada em luz visível, luz em comprimento de onda de emissão da banda (fluorescência) e luz em comprimento de onda da banda de excitação. Estes pacotes são detectados por CCD-câmeras (CCD) (Figura 2). Multi-espectral de sinais de todas as câmeras são processados ​​em ordem para corrigir artefatos e rendimento verdadeiro quantitativa fluorocromo bio-distribuição. Cores e sinais de fluorescência podem ser exibidos como imagens separadas em monitores externos ou sobrepostas em uma imagem.
3. Os filtros de excitação e emissão da câmera são definidos no presente documento de medição para coletar a 750 nm e 800 nm ± 20, respectivamente.

2. Preparação Agente óptico de contraste

1. O agente de contraste fluorescente indocianina verde (ICG, pulsão AG, Munique, Alemanha) é preparado em condições estéreis. A concentração de 0,5 mg / mL é usado. É importante o uso de água destilada estéril e não cloreto de sódio (NaCl), como este último fará com que o ICG para agregar.
2. Após a preparação, a solução deve ser armazenada em um local escuro, fresco para evitar a rápida deterioração da intensidade de fluorescência pelo branqueamento. Nota: a partir deste ponto em diante manter o ICG protegido da luz.

3. Intra-operatória Imaging - Instalação e injeção de ICG

1. A câmera está posicionada e iniciou no teatro operacional antes da cirurgia para minimizar a interferência com o procedimento cirúrgico padrão, e conectado à telas de alta definição (Figura 2B).
2. A câmera é coberta de padrão de campos estéreis (Carl Zeiss Vision BV, Sliedrecht, Holanda, OPMI REF Drape 306.071) pelo investigador em estéril ou roupas.
3. Nota: cuidado é tomado para usar somente clara agentes desinfetantes, como cor de agentes desinfetantes são muitas vezes autofluorescent e pode interferir com o processo de imagem. Além disso, campos estéreis e marcadores cirúrgica pode ser autofluorescent. É aconselhável a análise de todos os materiais usados ​​na OR eo campo de operação para autofluorescência antes da cirurgia.
4. O agente de contraste fluorescente indocianina verde (ICG) é preparado em condições estéreis. A concentração de 0,5 mg / mL é usado. É importante o uso de água destilada estéril e não NaCl, como este último fará com que o ICG para agregar. Após a preparação, a solução deve ser armazenada em um local escuro, fresco para evitar a rápida deterioração da intensidade de fluorescência. Nota: é aconselhável trocar as luvas depois de preparar ICG, como até mesmo uma pequena quantidade de derramamento de ICG podem influenciar a qualidade da imagem.
5. O procedimento de imagens começa após a abertura do abdome. Quando a área de interesse é exposto, a câmera é manobrado no campo operacional. O zoom eo foco são ajustados em condições estéreis. Luzes na sala de operações são desligados para uma melhor detecção do sinal de fluorescência.
6. 1,0 mL de 0,5 mg / mL ICG é misturado com 1,0 mL do padrão de corante azul (azul patente / bleu Patente, Guerbet, França), em uma seringa. O cirurgião injeta o agente de contraste em quatro quadrantes ao redor do tumor primário, evitando derramamento do agente. Nota: em caso de derramamento de ICG as luvas cirúrgicas, é necessário mudar luvas. Imagens estáticas ou em tempo real os vídeos são adquiridos do fluxo linfático ea aparência do nó fluorescentes linfonodo sentinela (Figura 3). Todas as imagens e os vídeos são salvos diretamente no computador.
7. Além de fluorescência, a SLN também é detectado de acordo com o protocolo padrão, utilizando uma sonda gama ou por inspeção visual para uma coloração azul, ou ambos. O marcador radioativo é geralmente administrada um dia antes da cirurgia, após o qual um lymphoscintigram é realizada para a detecção de uma SLN radioativo. Isso faz parte do procedimento padrão e não tem lugar no protocolo de imagens de fluorescência.
8. Em tempo real excisão da SLN é guiada por dois descoloração de fluorescência e azul dos gânglios linfáticos. O recurso em tempo real da câmera ajuda a detectar qualquer vestígio de fluorescência ou localizações inesperadas de nós fluorescente.
9. Após excisão da SLN, imagens ex vivo são adquiridos de todos os linfonodos extirpados para a presença de um sinal fluorescente. O tempo de exposição pode ser prolongada para maior resolução na captura de imagens fixas (Figura 4).
10. O exame histopatológico dos linfonodos revela a presença ou ausência de células tumorais no linfonodo sentinela.

4. RResultados EPRESENTATIVE

Linfonodo fluorescentes pode ser detectado com uma relação sinal-para-fundo de alta. Além disso, o fluxo de ICG através dos vasos linfáticos pode ser monitorado em tempo real, permitindo o mapeamento de linfonodos. Os resultados podem ser influenciados pelo aumento da profundidade do nó, possivelmente requerendo procedimentos de iluminação diferentes para alcançar a detecção. Aplicação futura da tumor específicos direcionados agentes fluorescentes podem fornecer intra detecção de uma SLN positiva com as células cancerosas utilizando esta tecnologia.

Figura 1. O linfonodo sentinela teoria (SLN). A SLN é o primeiro linfonodo de drenagem (s) do tumor.

Figura 2. Quadro esquemático do sistema de câmera multiespectral de fluorescência (A). A configuração básica do sistema de câmera na sala de operações (B).

Figura 3. Imagens de fluorescência multiespectrais de um gânglio linfático no câncer vulvar. A cor da imagem de um gânglio linfático in vivo (A). Imagem da fluorescência do linfonodo mesmo, in vivo (B). Pseudo-imagem de fluorescência sobreposta à imagem da cor (C).

Figura 4. Imagens de fluorescência multiespectrais de um ex vivo do linfonodo no câncer cervical. A cor da imagem de um linfonodo ex vivo (A). Imagem da fluorescência do linfonodo mesmo, ex vivo (B). Pseudo-imagem de fluorescência sobreposta à imagem da cor (C).

Discussion

Este vídeo demonstra a aplicação de multiespectrais intra-operatória de fluorescência tecnologia de imagem para detecção intra-operatória do linfonodo sentinela (SLN) em oncologia ginecológica. A metodologia tem certas vantagens sobre o procedimento convencional SLN. A injeção ocorre durante o procedimento cirúrgico em si com o paciente anestesiado, em vez de um dia antes da cirurgia, que é mais paciente-friendly, especialmente em cânceres ginecológicos. Além disso, imagens intra-operatória fornece ao cirurgião com feedback visual direto do fluxo linfático e seu padrão de drenagem para a SLN, em vez de indiretamente por meio de um contador Geiger-. Em câncer cervical, onde os gânglios linfáticos estão situados profundamente na pelve, isso pode ajudar a melhorar a detecção.

No entanto, a maior importância reside na abordagem passo-up para a imagem de destino. Alvo agentes de contraste fluorescente pode ser fundido com tumor de anticorpos específicos ou substratos especificamente dirigidos a células tumorais. Desta forma, intra-operatória de fluorescência de imagem tem um grande potencial para alterar radicalmente a atual prática de cirurgia oncológica.

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Indocianina Verde (ICG)	Pulsion Medical Systems AG, Munique, Alemanha	D-81829	Uma solução de ICG em água destilada é usada e não em NaCl 0,9%.
Azul patenteado / patente Bleué	Guerbet	12322784
Água estéril para injeção	B. Braun Medical
câmera de fluorescência multiespectral	Instituto de Imagens Biológicas e Médicas (IBMI), Universidade Técnica, Munique, Alemanha e SurgOptix Inc,	EUA protótipo