Diagnos av neoplasi i Barretts esofagus använda Vital-dye Enhanced fluorescens avbildning
Summary
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.
Abstract
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.
Introduction
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 "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 "bro" 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.
Protocol
Representative Results
Discussion
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 …
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Detta arbete stöds av National Cancer Institute vid National Institute of Health bidrag R01 CA140257-01.
Materials
| 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. Cancer Statistics, 2012. A Cancer Journal for Clinicians. 62, 10-29 (2012).
- 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).
