Gynecologic 종양학의 센티널 림프절의 Intraoperative 감지 Multispectral 실시간 형광 이미징

다음 실험의 전반적인 목표는 자궁경부암 또는 외음부암에서의 감시 림프절 수술 중 검출입니다. 감시 림프절은 종양에서 림프액이 처음으로 배출되는 림프절입니다. 본 시술에서는 표준 청색 염료와 함께 형광제인 ICG 또는 green ICG를 원발성 종양 주변에 주입합니다.

용액은 첫 번째 배출 림프절로 이동하게 됩니다. 수술 전 수술실에 설치된 맞춤형 술중 다분광 형광 카메라 시스템은 형광 신호를 기반으로 림프 흐름의 실시간 생체 내 이벤트를 기록하며, 이는 형광 신호의 강도를 나타내는 생체 내 및 생체 외 결과와 전통적인 청색 염색 검출 방법을 바탕으로 합니다. 외과의는 이를 통해 감시 림프절 절제 가이드를 받게 됩니다.

기존 방법과 비교하여 이 기술의 주요 장점은 수술 중에 림프절의 시각화와 절제가 동시에 이루어지는 단일 단계 절차라는 점입니다. 이 플랫폼 기술은 외과의에게 해부학적 정보를 제공할 뿐만 아니라, 동시에 생체 내(in vivo)에서 역동적인 실시간 형광 추적을 가능하게 함으로써 현재의 외과적 종양학 개념을 개선할 수 있습니다. 본 프로토콜을 수행하려면 일반적으로 맞춤 제작되는 수술 중 다중 스펙트럼 형광 카메라를 설치하십시오.

여기에 제시된 시스템은 뮌헨의 생물 및 의료 영상 연구소(Institute for Biological and Medical Imaging)에서 개발되었습니다. SEARCHs와의 긴밀한 협력을 통해 형광 프로브의 여기(excitation)를 위해 레이저가 사용됩니다. 카메라의 필터는 750 nanometers의 여기 파장과 800 ± 20 nanometers의 방출 파장을 갖는 근적외선 형광에 맞춰 조정되며, 방출된 빛은 광학계를 통과하면서 가시광선, 내인성 형광 및 근적외선 형광으로 분리됩니다.

CCD 카메라는 개별 광속을 검출하도록 정렬되어 있어, 모든 카메라로부터 얻은 다중 스펙트럼 신호를 처리함으로써 실제 정량적인 fluoro four 생체 분포를 산출할 수 있습니다. 또한 이 설정은 아티팩트를 보정합니다. 제어 데스크와 수술실 내의 컴퓨터 모니터는 멸균 조건 하에서 컬러 및 형광 신호를 개별 이미지로 표시하거나 하나의 이미지로 겹쳐서 표시할 수 있습니다.

멸균 증류수를 사용하여 인도시아닌 그린(indocyanine green) 형광 조영제를 0.5 mg/mL 농도로 준비합니다. 식염수를 사용하면 시약이 즉시 침전되므로 사용하지 마십시오. 표백을 방지하고 ICG 시약의 무결성을 유지하기 위해 용액을 어둡고 서늘한 곳에 보관하십시오. 표준 수술 절차에 대한 간섭을 최소화하기 위해 수술 전 수술실에 카메라 시스템을 배치하고 가동하며, 수술 중 사용할 고해상도 화면과의 연결 상태를 확인합니다. 비디오에 표시된 대로 멸균 절차와 조건에 따라 카메라를 표준 멸균 드레이프로 덮습니다.

형광제를 주입하기 전에 카메라를 환자 상단에 배치하고 관심 영역을 노출시키십시오. 줌을 조정하여 카메라 초점을 맞추고, 형광 신호를 더 잘 검출할 수 있도록 수술실의 조명을 끄십시오.

0.5 mg/mL ICG 1 mL과 동일한 부피의 표준 청색 염료가 담긴 로터스 시린지를 준비합니다. 형광제를 원발성 종양 주변의 4분면에 조심스럽게 주입하며, ICG가 유출되지 않도록 주의하십시오. 만약 수술용 장갑에 ICG가 묻은 경우, 절차 진행 중에 장갑을 교체하십시오.

관심 영역이 계속해서 기록될 수 있도록 카메라를 조작하십시오. 림프 흐름과 형광 감시 림프절의 외관에 대한 정지 영상 또는 실시간 비디오를 획득하십시오. 180~200 milliseconds의 노출 시간으로 설정하면 양질의 비디오를 얻을 수 있습니다.

향후 분석을 위해 모든 데이터를 컴퓨터에 적절히 저장하십시오. 특허 청색(patent blue) 주입으로 인한 청색 변색 여부를 확인하기 위한 육안 검사를 절차의 표준 단계로 수행하며, 이때 동시에 기록된 형광 영상을 안내 지표로 사용합니다. 이후 감시 림프절을 실시간으로 절제합니다.

실시간 영상 촬영은 예상치 못한 위치에 있는 형광 노드를 검출하는 데 도움이 되며, 적출된 모든 림프절에서 형광의 존재 여부를 확인하기 위해 순차적으로 ex vivo 영상을 획득합니다. 정지 영상을 캡처할 때는 더 긴 노출 시간을 사용할 수 있습니다. 감시 림프절은 종양 세포의 존재 여부를 확인하기 위해 조직병리 분석을 위해 송부됩니다.

본 다중분광 형광 이미징 프로토콜을 이용한 수술 중 감시 림프절 검출의 효능은 외음부암의 림프절을 촬영한 이 생체 내 다중분광 형광 이미지 사례에서 확인할 수 있습니다. 절제 전 서혜부 영역의 형광 림프절이 명확하게 시각화되었습니다. 이 짧은 영상에서는 자궁경부암 환자를 대상으로 형광 기반의 감시 림프절 실시간 검출 과정을 보여줍니다.

여기에서는 자궁경부암의 림프절 ex vivo 영상을 보여줍니다. 림프절의 컬러 이미지에 동일한 림프절의 형광 이미지를 가색 척도를 사용하여 중첩함으로써, 신호 대 배경 비율이 높은 선명한 이미지를 생성하였습니다. 이 기술은 외과적 종양학 분야 연구자들에게 감시 림프절의 영상 유도 절제술을 위한 길을 열어주었을 뿐만 아니라, 고형암 및 국소 지역 전이 가능성이 있는 환자의 종양 경계 평가와 환자 맞춤형 중재술을 위한 특정 종양 표적 영상의 가능성을 제공합니다.

이 영상을 시청하신 후, 부인과 암의 감시 림프절에 대한 실시간 수술 중 형광 영상 촬영에 대해 충분히 이해하셨기를 바랍니다.