Multispectrale Real-time Fluorescentie Imaging voor intra-operatief detectie van de schildwachtklier in gynaecologische oncologie

Het algemene doel van het volgende experiment is de intraoperatieve detectie van de schildwachtlymfeklier bij baarmoederhalskanker of vulvakanker. De schildwachtlymfeklier is de eerste drainerende lymfeklier van een tumor. Bij deze procedure wordt een fluorescent middel, indocyaninegroen of ICG, samen met de standaard blauwe kleurstof rondom de primaire tumor geïnjecteerd.

De oplossing zal naar de eerste drainerende lymfeklier worden getransporteerd. Een op maat gemaakt intraoperatief multispectraal fluorescentiecamerasysteem, dat vóór de operatie in de operatiekamer is geïnstalleerd, registreert in vivo real-time gebeurtenissen van de lymfestroom op basis van het fluorescentiesignaal, gebaseerd op zowel in vivo als ex vivo resultaten die de sterkte van het fluorescentiesignaal en de klassieke methode voor detectie van blauwe verkleuring aanduiden. De chirurg wordt hierbij begeleid bij de excisie van de schildwachtklier.

Het belangrijkste voordeel van deze techniek ten opzichte van bestaande methoden is dat het een procedure in één stap is, waarbij de visualisatie en excisie van lymfeklieren tijdens de operatie plaatsvinden. Deze platformtechnologie kan de huidige concepten in de chirurgische oncologie verbeteren, niet alleen door de chirurg van anatomische informatie te voorzien, maar tegelijkertijd dynamische real-time fluorescentie-tracing in vivo te leveren. Om dit protocol uit te voeren, stelt u de intraoperatieve multispectrale fluorescentiecamera in, die doorgaans op maat is gemaakt.

Het hier getoonde systeem is ontwikkeld bij het Institute for Biological and Medical Imaging in München. In nauwe samenwerking met SEARCHs wordt een laser gebruikt voor excitatie van de fluorescerende probe. De filters van de camera zijn ingesteld op nabij-infrarode fluorescentie met een excitatiegolflengte van 750 nanometer en een emissiegolflengte van 800 plus of minus 20 nanometer; bij emissie gaat het licht door het optische systeem, waar het wordt gescheiden in zichtbaar licht, intrinsieke fluorescentie en nabij-infrarode fluorescentie.

De CCD-camera's zijn zo uitgelijnd dat ze de afzonderlijke lichtbundels detecteren, zodat de multispectrale signalen van alle camera's worden verwerkt om een werkelijke kwantitatieve biodistributie van fluoro four te verkrijgen. De opstelling corrigeert daarnaast voor artefacten. De computermonitoren op de bedieningstafel en in de operatiekamer kunnen kleur- en fluorescentiesignalen weergeven als afzonderlijke beelden, alsof deze onder steriele omstandigheden in één beeld zijn overgeplaatst.

Bereid het fluorescerende contrastmiddel indocyaninegroen voor in een concentratie van 0,5 mg/mL in steriel gedestilleerd water. Gebruik geen zoutoplossing, aangezien dit het reagens onmiddellijk doet neerslaan. Bewaar de oplossing op een donkere, koele plaats om bleken te voorkomen en de integriteit van het ICG-reagens te waarborgen. Positioneer en start het camerasysteem in de operatiekamer vóór de operatie en controleer de verbindingen met de high-definition schermen voor gebruik tijdens de ingreep. Bedek de camera met standaard steriele afdekdoeken volgens de steriele procedures en condities zoals getoond in de video.

Positioneer de camera boven de patiënt en leg het interessegebied bloot voordat het fluorescerende middel wordt geïnjecteerd. Pas de zoom aan om de camera scherp te stellen en schakel de verlichting in de operatiekamer uit voor een betere detectie van het fluorescentiesignaal.

Vul een Lotus-spuit met één milliliter 0,5 mg/mL ICG en een gelijk volume standaard blauwe kleurstof. Injecteer het fluorescentiemiddel voorzichtig in vier kwadranten rondom de primaire tumor en probeer morsen te voorkomen; indien er ICG op de chirurgische handschoenen morst, dienen de handschoenen simpelweg gedurende de procedure te worden vervangen.

Positioneer de camera zodanig dat het gebied van belang continu wordt opgenomen. Maak stilstaande beelden of real-time video's van de lymfestroom en het uiterlijk van de fluorescerende sentinel lymfeklier. Een belichtingstijd van 180 tot 200 milliseconden zal goede video's opleveren.

Sla alle gegevens op de computer op voor toekomstige analyses. Visuele inspectie op blauwe verkleuring door injectie van patent blue wordt uitgevoerd als standaard onderdeel van de procedure, waarbij de gelijktijdig opgenomen fluorescentiebeelden als leidraad dienen. De sentinel lymph node wordt vervolgens in real-time geëxcideerd.

Real-time beeldvorming helpt bij het detecteren van fluorescerende knopen op onverwachte locaties; verkrijg ex vivo beelden van alle weggesneden lymfeklieren in een sequentiële volgorde om de aanwezigheid van fluorescentie vast te stellen. Bij het vastleggen van stilstaande beelden kunnen langere belichtingstijden worden gebruikt. De sentinelklier wordt opgestuurd voor histopathologisch onderzoek om de aanwezigheid of afwezigheid van tumorcellen vast te stellen.

De kracht van intraoperatieve detectie van een schildwachtlymfeklier met dit protocol voor multispectrale fluorescentiebeeldvorming wordt gedemonstreerd in dit voorbeeld van een in vivo multispectrale fluorescentiebeeld van een lymfeklier bij vulvair carcinoom. De fluorescerende lymfeklier in de liesstreek is vóór excisie duidelijk gevisualiseerd. In deze korte video tonen we de real-time detectie van de schildwachtlymfeklier op basis van fluorescentie bij een patiënt met cervixcarcinoom.

Hier tonen we een ex vivo afbeelding van een lymfeklier bij baarmoederhalskanker. De kleurenfoto van de lymfeklier werd overgelegd met de fluorescentieafbeelding van dezelfde lymfeklier, waarbij een pseudokleurschaal werd gebruikt om een helder beeld met een hoge signaal-ruisverhouding te verkrijgen. Deze techniek heeft niet alleen de weg vrijgemaakt voor onderzoekers op het gebied van chirurgische oncologie voor beeldgestuurde resectie van de schildwachtklier, maar biedt ook mogelijkheden voor specifieke tumorgestuurde beeldvorming voor de beoordeling van tumormarges en patiëntspecifieke interventies bij patiënten met solide tumoren en mogelijke lokaal-regionale metastasen.

Na het bekijken van deze video zou u een goed beeld moeten hebben van de real-time intraoperatieve fluorescentiebeeldvorming van de schildwachtklieren bij gynaecologische kanker.