Endomicroscopy בדיקה מבוסס Confocal ליזר בדרכי השתן: הטכניקה
10 בינואר 2013
endomicroscopy הליזר confocal בדיקה מבוססת מאפשר מיקרוסקופיה בזמן האמת של מערכת השתן האנושית במהלך ציסטוסקופיה, ומספק הדמיה דינמית, intravital של מצבים פתולוגיים כגון סרטן שלפוחית שתן עם רזולוציה סלולרית. Endomicroscopy עשוי להגדיל את הדיוק האבחנתי של האור הלבן אנדוסקופיה סטנדרטית ומספק הנחיות לשיפור תדמית במהלך ניתוח כריתה כירורגית.
מטרת הניסוי הבא היא להדגים מיקרוסקופיה in vivo באמצעות מיקרוסקופיה קונפוקלית בלייזרית אנדוסקופית מבוססת Probe בחולה העובר כריתה דרך השופחן של גידול בשלפוחית השתן. הדבר משיג תחילה באמצעות ציסטוסקופיה באור לבן להדמיית כל urothelium של השלפוחית ולזיהוי נגעים ריריים חריגים או חשודים. כשלב שני, מוחדר חומר ניגוד באופן תו-שלפוחיתי המספק את ניגוד הפלואורסצנציה הדרוש להדמיה עם המיקרוסקופ הקונפוקלי הלייזר אנדוסקופי; בשלב השלישי מבוצעת מיקרוסקופיה in vivo של כל אזור עניין, ונרשמים המאפיינים הווסקולריים והמיקרו-ארכיטקטוניים התאיים של הרקמה.
בסופו של דבר, ניתן להשוות את ממצאי המיקרוסקופיה in vivo לניתוח היסטופתולוגי של ביופסיות מהאזורים הרלוונטיים. את הפרוצדורה ידגים ד"ר Joseph Leal, מנתח אורולוג, שפיתח את היישום של מיקרוסקופיית לייזר קונפוקאלית אנדוסקופית באמצעות גשושית למסכת השתן בחדר הניתוח. לאחר שהנבדק נמצא במנח ליטוטומי (lithotomy), התחל בהחדרה של ציסטוסקופ קשיח דרך הש尿ה באמצעות ציסטוסקופיה סטנדרטית באור לבן כדי לבחון את אזורי השלפוחית תחת אור לבן.
סמנו את אזורי העניין עבור מיקרוסקופיה אנדו-לייזר קונפוקלית באמצעות לולאת כריתה. ניתן להשתמש בשלב זה בשיטות דימות אופטיות מאקרוסקופיות אחרות, כגון ציסטוסקופיה פלואורסצנטית ודימות בפס רחב (narrow band imaging), כדי לזהות אזורי חשד נוספים. כעת, הכניסו לקשתיות השתן סטרילי למשפח השפשפת באמצעות מזרק עם קצה קתטר בנפח 60 milliliter, והחדירו את חומר הניגוד המדולל באמצעות כוח הכבידה.
בשלב הבא, סגור את קתטר השתן באמצעות תסמיך כדי להשאיר את חומר הניגוד במקום. לאחר חמש דקות, רוקן את החומר משלפוחית השתן. לאחר מכן, שפוך 240 עד 300 milliliters של תמיסת סליין נורמלית למזרק של 60 milliliters כדי לשטוף שאריות של חומר ניגוד מהשלפוחית, לקראת הזרקה תוך-ורידית של fluorescein.
שאבו מיליליטר אחד של fluorescein לתוך מזרק. חברו את המזרק לנקודת הגישה תוך-ורידית והזריקו 0.5 עד מיליליטר אחד של fluorescein תוך-ורידית כבוליס, תוך שטיפת הקו ב-normal saline. לאחר הזרקת חומר הניגוד, הוציאו גשושית דימות של confocal laser endo microscopy סטרילית מהאריזה וחברו אותה ליחידת הסריקה הלייזרית.
בשלב הבא, חממו וכיילו את גשושית הדימוי לפי הוראות היצרן, ולאחר מכן הכניסו שוב את הציסטוסקופ הקשיח בעל עדשת אפס מעלות לשלפוחית השתן. כעת, העבירו את גשושית הדימוי של המיקרוסקופיה האנדוסקופית הקונפוקלית לאורך תעלמת העבודה של הציסטוסקופ, כך שהקצה יהיה מעבר לציסטוסקופ תחת תאורה לבנה. איתרו את אזורי העניין שסומנו בעבר בעוד גשושית הדימוי סורקת את אזור העניין.
הקליטו את התמונות לצורך ניתוח עתידי. לאחר מכן, השתמשו ביד המפעיל כדי לשלוט בדימות של המיקרוסקופia האנדוסקופית קונפוקלית. בצעו מישוש במגע ישיר ומהיר עם האזורים הרלוונטיים לצורך ביצוע חתכים אופטיים של אותם אזורים.
הגבירו והפחיתו בעדינות את הלחץ המופעל על מתמר הדימוי תוך שמירה על מגע ישיר, כדי להגיע לגידולים הממוקמים בחלק הפנימי של השלפוחית. השתמשו בכיפוף (elbow) וגשר (bridge) סטנדרטיים של AL כדי להקל על הטיית מתמר הדימוי למגע ישיר עם אזור העניין. במידת הצורך, גבו ביופסיות קפואות (cold cut biopsies) מאזורי העניין התואמים שנסרקו באמצעות המיקרוסקופיה אנדוסקופית בלייזר קונפוקאלי.
עם השלמת הדמיון, הוצא את גשש הדמיון של המיקרוסקופיה האנדוסקופית הקונפוקלית מהתעלה העובדת. בעת ביצוע הליך זה, חשוב לזכור לשטוף שאריות פלואורסצאין מתוך שלפוחית השתן לפני הדמיון, ולשמור על מגע של 90 מעלות בין הגשש לבין פני השטח של הרירית. תמונה ראשונה זו היא מצ'יסטוסקופיה מייצגת באור לבן עם גידול פפילרי שצבעו תוך-כלי.
שימו לב ל probes של הדימיג' בקוטר 2.6 מילימטר הנראה בחלקו התחתון של התמונה. שתי תמונות אלו הן תמונות מייצגות של מיקרוסקופיה אנדו-לייזר קונפוקלית שהתקבלו משני גידולי שלפוחית השתן השתמשו בפורסקוצאין תוך-שלפוחיתי (intravesical) ותוך-ורידי (intravenous) בהתאמה. בהינתן שניתן להחליף בין ה-probes של הדימיג' בסוגים השונים של ציסטוסקופים, ניתן לשלב מיקרוסקופיה אנדו-לייזר קונפוקלית עם שיטות דימיג' מתקדמות אחרות, מה שעשוי לשפר את הדיוק האבחנתי של כל טכנולוגיה כשלעצמה, כולל ציסטוסקופיה פלואורסצנטית כפי שמוצג כאן, ודימיג' בפס צר (narrow band imaging) כפי שמוצג כאן.
לפיכך, שיטה זו עשויה לספק תובנות לגבי סרטן שלב השפך. ניתן להחילה אותה על מערכות אחרות, כגון קרצינומות אורותליאליות של דרכי השתן העליונות, שייתכן שיהיה קשה לאבחן בביופסיה.
צפו בתמליל המלא וקבלו גישה לאלפי סרטונים מדעיים
סקירה כללית
מחקר זה מדגים את השימוש באנדומיקרוסקופיית לייזר קונפוקאלית מבוססת גשושית להדמיה בזמן אמת של דרכי השתן האנושיות במהלך ציסטוסקופיה. טכניקה זו מאפשרת ויזואליזציה דינמית של גידולי שלפוחית השתן ברזולוציה תאית, ובכך עשויה לשפר את הדיוק האבחנתי ואת ההנחיה הניתוחית.
מרכיבי מפתח של המחקר
תחום המדע
- אורולוגיה
- אנדוסקופיה
- מיקרוסקופיה
רקע
- אנדומיקרוסקופיית לייזר קונפוקלית מבוססת גש (Probe) מספקת דימות ברזולוציה גבוהה.
- ניתן להשתמש בה בשילוב עם אנדוסקופיה סטנדרטית באור לבן.
- השיטה עשויה לשפר את הגילוי של סרטן שלפוחית השתן.
- דימות תוך-ניתוחי יכול להנחות את הכריתה הכירורגית.
מטרת המחקר
- להדגמת מיקרוסקופיה in vivo במהלך כריתה של גידולי שלפוחית השתן דרך השופחלון.
- להשוואת ממצאים in vivo עם ניתוח היסטופתולוגי.
- להערכת היעילות של אנדומיקרוסקופיה קונפוקלית בלייזר בזיהוי גידולי שלפוחית השתן.
שיטות שנעשה בהן שימוש
- ויזואליזציה ראשונית של השלפוחית באמצעות ציסטוסקופיה באור לבן.
- החדרה של חומר ניגוד לשיפור הדימות.
- שימוש בגשושית דימות של אנדומיקרוסקופיית לייזר קונפוקלית לצורך ניתוח מפורט.
- הקלטת תמונות להשוואה עתידית עם תוצאות הביופסיה.
תוצאות עיקריות
- זיהוי מוצלח של גידולים באמצעות אנדומיקרוסקופיית לייזר קונפוקלית.
- השגת תמונות ברזולוציה גבוהה מנגעים שונים בשלפוחית השתן.
- השוואת תוצאות ההדמיה לממצאים היסטופתולוגיים אישרה את הדיוק.
- פוטנציאל ליישום בקרצינומות אחרות של דרכי השתן.
מסקנות
- אנדומיקרוסקופיה לייזר קונפוקלית מבוססת גשש משפרת את האבחנה של סרטן השלפוחית.
- הטכניקה עשויה לשפר את התוצאים הכירורגיות באמצעות דימוי טוב יותר.
- נדרש מחקר נוסף כדי לבחון את יישומה במערכות אחרות.
שאלות נפוצות
רלוונטיות תעשייתית למנהלים
אנדומיקרוסקופיה בלייזר קונפוקלית מבוססת-גשושית מאפשרת דימוי ברזולוציה גבוהה ובזמן אמת של רקמות דרכי השתן במהלך ציסטוסקופיה, ובכך תומכת בזיהוי מוקדם של סרטן שלפוחית השתן ומכוונת את הכריתה הכירורגית. טכנולוגיה זו מגבירה את הביטחון האבחנתי על ידי אספקת ויזואליזציה ברמה התאית המשלימה את הניתוח ההיסטופתולוגי, ובכך מפחיתה את אי-הוודאות באפיון הגשי. שילובה עם זרימות העבודה האנדוסקופיות הסטנדרטיות מציע נתיב טרנסלציוני לשיפור סיווג הסיכונים בניהול קרצינומה אורותליתית.
יישומים אסטרטגיים במחקר ופיתוח בביופארמה
גילוי מוקדם ותיקוף מטרה
- ערך מדעי: מאפשר בחינה של היפותזות טיפוליות באמצעות ויזואליזציה של מורפולוגיה תאית וארכיטקטורה וסקולרית in vivo.
- ערך תפעולי: תומך בתיקוף תפקודי של מטרות באמצעות קורלציה בזמן אמת בין ממצאי הדמיה לבין נקודות סיום היסטופתולוגיות.
- ערך ניבוי: מחזק את הביטחון ברלוונטיות של המטרה על ידי מתן אפשרות לצפייה ישירה בשינויים מיקרו-ארכיטקטוניים הקשורים למחלה.
סריקה ופיתוח בדיקה (Assay)
- ערך מדעי: הכנת מערכות ביולוגיות עמידות (validated) לסריקות המשך באמצעות מיקום מדויק של אזורים בעלי עניין לצורך ביופסיה.
- ערך תפעולי: קידום סטנדרטיזציה של הבדיקה באמצעות מתן חומר ניגוד הניתן לשחזור ופרוטוקולי דימות מבוססי גשש (probe).
- יכולת הרחבה (Scalability): מאפשר שימוש חוזר בפלטפורמה במערכות ציסטוסקופיה גמישות וקשיחות עם גששי דימות להחלפה.
מחקר תרגומי ופרה-קליני
- ערך מדעי: תומך במידול מערכות רלוונטיות למחלה על ידי לכידה של מאפיינים וסקולריים ותאיים דינמיים של רקמה נאופלסטית.
- המשכיות תרגומית: מגשר בין שלב הגילוי לאימות פרה-קליני על ידי מתן אפשרות לניטור אורכי של התקדמות הנגע.
- החלטות מותאמות סיכון: מספק מידע עבור קריטריונים להתקדמות באמצעות תוצאי דימוי כמותיים המתואמים עם דרגות פתולוגיות.
שילוב תהליכי עבודה וצינורות עיבוד
השיטה משתלבת ברצף הגילוי, החל מבדיקת השערות ראשונית לגבי המטרה, דרך זיהוי מולקולת מובילה ועד לתיקוף פרה-קליני, באמצעות אספקת תוצאי קריאה פנוטיפיים מבוססי דימות.
- ביולוגיה של הגילוי: תומכת בבדיקת היפותזות ובבירור מסלולים ביולוגיים על ידי ה umożliwת ויזואליזציה ישירה של אינטראקציות בין תאי אפיתל לתאי סטרומה הקשורים לגידול.
- סריקה: משפרת את המוכנות לבדיקה על ידי התרה של התמקדות מדויקת בנגעים חשודים לצורך פרופילינג מולקולרי וסריקת תרכובות.
- אנליטיקה: מייצרת פלטים כמותיים, כגון צפיפות כלי דם ומדדי אטיפיה תאית, המאפשרים ניתוח השוואתי בין תנאים שונים.
- מחקר תרגומי: מקשרה לרציפות פרה-קלינית באמצעות דימוג אורך (longitudinal imaging) המשקף מודלים של התקדמות היסטופתולוגית.
- שימוש חוזר ארגוני: משמשת כפלטפורמת דימוג הניתנת לשימוש חוזר ורלוונטית למספר אינדיקציות אורולוגיות ותצורות אנדוסקופיות שונות.
השפעה תפעולית ועסקית
- ערך מדעי: מגביר את הביטחון בחיזוי של תיקוף המטרה על ידי הפחתת עמימות מכניסטית באמצעות הדמיה ישירה של רקמות.
- ערך תפעולי: משפר את הסטנדרטיזציה והשחזוריות באמצעות פרוטוקולים סטנדרטיים למינון חומרי ניגוד ולטיפול בגששים.
- ערך אסטרטגי: משפר את קבלת החלטות ה-go/no-go על ידי אספקת סממנים ביולוגיים מבוססי הדמיה בשלב מוקדם לממאירות של נגעים.
- השפעה על הפורטפוליו: תומך בתעדוף מותאם סיכון על ידי אפשור ניטור לא פולשני של תגובה טיפולית במודלים פרה-קליניים.
שיקולי יישום
- דורש מומחיות באורולוגיה אנדוסקופית ובטכניקות דימות קונפוקאלי לצורך ניווט הגשש ופירוש התמונות.
- תלוי ביחידות סריקה בלייזר ובגששים סיבובים תואמים בעלי קוטר מתאים לגישה למערכת השתן.
- מחייב סטנדרטיזציה של מתן חומרי ניגוד (תוך-שלפוחיות או תוך-ורידי) ופרוטוקולי שטיפה כדי למזער פלואורסצנציה של הרקע.
- כולל שיקולי התאמה עבור הסטיית הגשש ושמירה על מגע באזורים מורכבים מבחינה אנטומית במערכת השתן.
- מוגבל על ידי הצורך במגע ישיר עם הרקמה, דבר העלול להגביל את השימוש בריריות דלקתיות או פריכות ללא התאמות פרוצדורליות.
