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Summary
Abstract
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Cancer Research

이미지 획득을 통한 피부암의 비침습적 진단을 위한 반사율 공초점 현미경과 광간섭 단층촬영의 결합

Published: August 18, 2022
doi:
10.3791/63789
, ,
1Dermatology Service, Department of Medicine,Memorial Sloan Kettering Cancer Center

Summary

여기에서는 반사 공초점 현미경(RCM)과 결합된 RCM 및 광간섭 단층 촬영(OCT)의 새로운 비침습적 이미징 장치를 사용하여 양질의 이미지를 획득하기 위한 프로토콜을 설명합니다. 또한 임상의가 임상 적용에 익숙해지도록 하여 기술을 정기적인 임상 워크플로에 통합하여 환자 치료를 개선할 수 있도록 합니다.

Abstract

피부암은 전 세계적으로 가장 흔한 암 중 하나입니다. 진단은 육안 검사와 피부경 검사에 의존한 후 조직병리학적 확인을 위한 생검에 의존합니다. 피부경 검사의 민감도는 높지만 특이도가 낮을수록 생검의 70%-80%가 조직병리학에서 양성 병변으로 진단됩니다(피부경 검사에서 위양성).

반사 공초점 현미경(RCM) 및 광간섭 단층 촬영(OCT) 영상은 피부암 진단을 비침습적으로 안내할 수 있습니다. RCM은 en-face 레이어에서 세포 형태를 시각화합니다. 피부경 검사보다 흑색종 및 색소성 각질형성 피부암의 진단 특이성을 두 배로 늘려 양성 병변의 생검 횟수를 절반으로 줄였습니다. RCM은 미국에서 청구 코드를 획득했으며 현재 클리닉에 통합되고 있습니다.

그러나 이미징의 얕은 깊이(~200μm), 착색되지 않은 피부 병변에 대한 열악한 대비, 안면 레이어의 이미징과 같은 제한으로 인해 비색소 기저 세포 암종(BCC)의 검출에 대한 특이도가 상대적으로 낮습니다. 대조적으로, OCT는 세포 해상도가 부족하지만 수직면의 조직을 ~1mm 깊이까지 이미지화하여 BCC의 표면 및 더 깊은 하위 유형을 모두 검출할 수 있습니다. 따라서 두 기술 모두 본질적으로 상호 보완적입니다.

“멀티 모달” 결합 RCM-OCT 장치는 en-face 및 vertical 모드 모두에서 피부 병변을 동시에 이미지화합니다. BCC의 진단 및 관리에 유용합니다(표재성 BCC에 대한 비수술적 치료 대 더 깊은 병변에 대한 외과적 치료). RCM 단독에 비해 작고 착색되지 않은 BCC를 검출하는 경우 특이성이 현저히 향상되었습니다. RCM 및 RCM-OCT 장치는 피부암의 진단 및 관리에 주요 패러다임 전환을 가져오고 있습니다. 그러나 그들의 사용은 현재 학술 3차 진료 센터 및 일부 사립 클리닉으로 제한되어 있습니다. 이 백서는 임상의가 이러한 장치와 그 응용 분야에 익숙해지도록 하여 일상적인 임상 워크플로에 대한 번역 장벽을 해결합니다.

Introduction

전통적으로 피부암의 진단은 병변을 육안으로 검사한 다음 피부경이라는 돋보기를 사용하여 의심스러운 병변을 자세히 관찰하는 데 의존합니다. 피부경은 피부암 진단을 위한 육안 검사보다 민감도와 특이도를 높이는 지하 정보를 제공한다 1,2. 그러나 피부경 검사는 세포 세부 사항이 부족하여 종종 조직 병리학 적 확인을 위해 생검으로 이어집니다. 피부경 검사3의 특이도가 낮고 가변적(67%에서 97%)은 병리상 양성 병변을 보이는 위양성 및 생검을 초래한다. 생검은 출혈과 통증을 유발하는 침습적 시술일 뿐만 아니라4 흉터로 인해 얼굴과 같이 미용적으로 민감한 부위에도 매우 바람직하지 않다.

현존하는 한계를 극복함으로써 환자 치료를 개선하기 위해, 많은 비침습적 생체 내 이미징 장치가 탐색되고 있다 5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18 . RCM 및 OCT 장치는 피부 병변, 특히 피부암을 진단하는 데 사용되는 두 가지 주요 광학 비침습적 장치입니다. RCM은 미국에서 CPT(Current Procedural Terminology) 청구 코드를 획득했으며 학술 3차 진료 센터 및 일부 사립 클리닉에서 점점 더 많이 사용되고 있습니다 7,8,19. RCM은 거의 조직학적(세포) 해상도로 병변을 이미지화합니다. 그러나 이미지는 en-face 평면(한 번에 한 층의 피부 시각화)에 있으며 이미징 깊이는 ~200μm로 제한되어 표재성(유두) 진피에만 도달하기에 충분합니다. RCM 이미징은 피부의 다양한 구조의 반사율 대비에 의존합니다. 멜라닌은 가장 높은 대비를 부여하여 색소 병변을 밝고 진단하기 쉽게 만듭니다. 따라서 피부경 검사와 결합된 RCM은 흑색종을 포함한 색소 병변의 피부경 검사에 비해 진단(민감도 90%, 특이도 82%)을 크게 개선했습니다20. 그러나 분홍색 병변, 특히 BCC의 경우 멜라닌 조영제가 부족하기 때문에 RCM은 특이도가 낮습니다(37.5%-75.5%)21. 일반적으로 사용되는 또 다른 비침습적 장치인 기존의 OCT 장치는 피부 내에서 최대 1mm 깊이의 병변을 이미지화하고 수직면(조직병리학과 유사)으로 시각화합니다9. 그러나 OCT에는 셀룰러 해상도가 부족합니다. OCT는 주로 각질형성 병변, 특히 BCC를 진단하는 데 사용되지만, 여전히 특이도는 낮다9.

따라서, 이러한 장치들의 기존의 한계를 극복하기 위해, 멀티모달 RCM-OCT 장치(22)가 구축되었다. 이 장치는 RCM과 OCT를 단일 핸드헬드 이미징 프로브 내에 통합하여 병변의 공동 등록된 en-face RCM 이미지와 수직 OCT 이미지를 동시에 획득할 수 있습니다. OCT는 병변의 구조적 세부 사항을 제공하고 피부 내 더 깊게(최대 ~1mm 깊이) 이미지화할 수 있습니다. 또한 휴대용 RCM 장치(~0.75mm x 0.75mm)에 비해 ~2mm 22의 더 큰 시야(FOV)를 가지고 있습니다. RCM 이미지는 OCT에서 확인된 병변의 세포 세부 정보를 제공하는 데 사용됩니다. 이 프로토 타입은 아직 상용화되지 않았으며 클리닉23,24,25에서 연구 장치로 사용되고 있습니다.

피부암의 진단 및 관리를 개선하는 데 성공했음에도 불구하고(문헌에 의해 뒷받침됨) 이러한 장치는 아직 클리닉에서 널리 사용되지 않습니다. 이는 주로 이러한 영상을 판독할 수 있는 전문가가 부족하기 때문이기도 하지만, 병상8에서 진단 품질의 영상을 효율적으로(임상 시간 내에) 획득할 수 있는 훈련된 기술자가 부족하기 때문이기도 하다. 이 원고의 목표는 클리닉에서 이러한 장치에 대한 인식과 궁극적인 채택을 촉진하는 것입니다. 이 목표를 달성하기 위해 피부과 의사, 피부병리학 의사 및 모스 외과의에게 RCM 및 RCM-OCT 장치로 획득한 정상 피부 및 피부암 이미지를 익히도록 합니다. 또한 피부암 진단을 위한 각 장치의 유용성에 대해서도 자세히 설명합니다. 가장 중요한 것은 이 원고의 초점이 이러한 장치를 사용하여 이미지 획득에 대한 단계별 지침을 제공하여 임상용으로 좋은 품질의 이미지를 보장하는 것입니다.

Protocol

아래에 설명된 모든 프로토콜은 기관 인간 연구 윤리 위원회의 지침을 따릅니다. 1. RCM 장치 및 이미징 프로토콜 참고: 상업적으로 이용 가능한 생체 내 RCM 장치에는 와이드 프로브 RCM(WP-RCM)과 휴대용 RCM(HH-RCM)의 두 가지가 있습니다. WP-RCM은 디지털 피부경 검사와 통합되어 제공됩니다. 이 두 장치는 별도로 또는 결합된 장치로 사용할 수 ?…

Representative Results

반사율 컨포칼 현미경(RCM)RCM의 이미지 해석:RCM 이미지는 조직병리학 슬라이드의 평가를 모방하는 방식으로 해석됩니다. 모자이크는 먼저 평가되어 전반적인 아키텍처 세부 사항을 파악하고 관심 영역을 식별하며, 이는 스캐닝 배율(2x)에 대한 조직학 섹션의 평가와 유사합니다. 그런 다음 고배율(20x)에서 슬라이드를 평가하는 것과 유사하게 세포 세부 사항을 평가?…

Discussion

이 기사에서는 생체 내 RCM 및 RCM-OCT 장치를 사용한 이미지 획득을 위한 프로토콜에 대해 설명했습니다. 현재 상업적으로 이용 가능한 RCM 장치는 와이드 프로브 또는 암 장착형 RCM(WP-RCM) 장치와 핸드헬드 RCM(HH-RCM) 장치의 두 가지가 있습니다. 임상 환경에서 이러한 장치를 언제 사용해야 하는지 이해하는 것이 중요합니다. 암 유형과 위치는 장치 선택을 결정하는 주요 요소입니다.

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Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

이미징 자원 봉사자가 된 Kwami Ketosugbo와 Emily Cowen에게 특별한 감사를 전합니다. 이 연구는 메모리얼 슬론 케터링 암 센터(Memorial Sloan Kettering Cancer Center)에 대한 국립 암 연구소(National Cancer Institute)/국립 보건원(National Institutes of Health)(P30-CA008748)의 보조금으로 자금을 지원받습니다.

Materials

Crystal Plus 500FG mineral oil STE Oil Company, Inc. A food grade, high viscous mineral oil used with our various devices during in vivo imaging.
RCM-OCT Physical Science Inc. – A “multi-modal” combined RCM-OCT device simultaneously images skin lesions in both horizonal and vertical modes.
Vivascope 1500 Caliber I.D. – A wide-probe RCM (WP-RCM) device that attaches to the skin to campture in vivo devices.
Vivascope 3000 Caliber I.D. – A hand-held RCM (HH-RCM) device that is moved across the skin to capture in vivo images.
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Harris, U., Rajadhyaksha, M., Jain, M. Combining Reflectance Confocal Microscopy with Optical Coherence Tomography for Noninvasive Diagnosis of Skin Cancers via Image Acquisition. J. Vis. Exp. (186), e63789, doi:10.3791/63789 (2022).
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