Зонд на основе конфокальной лазерной Endomicroscopy мочевыводящих путей: Техника
10 января 2013 г.
Зонд на основе конфокальной лазерной endomicroscopy позволяет в режиме реального времени микроскопии человека мочевых путей во время цистоскопии, обеспечивая динамичное, прижизненной визуализации патологических состояний, таких как рак мочевого пузыря с сотовыми резолюции. Endomicroscopy может увеличить точность диагностики стандартного белого света эндоскопии и обеспечить интраоперационной изображение руководящие указания по повышению хирургической резекции.
Целью данного эксперимента является демонстрация микроскопии in vivo с использованием зондовой конфокальной лазерной эндомикроскопии у пациента, переносящего трансуретральную резекцию опухоли мочевого пузыря. Это достигается путем первоначального применения цистоскопии в белом свете для визуализации всего уротелия мочевого пузыря и выявления любых аномальных или подозрительных поражений слизистой оболочки. На втором этапе интравезикально вводится контрастное вещество, обеспечивающее флуоресцентный контраст, необходимый для визуализации с помощью конфокального лазерного эндомикроскопа; на третьем этапе выполняется микроскопия in vivo каждой интересующей области и фиксируются клеточные микроархитектурные и сосудистые особенности ткани.
В конечном итоге результаты микроскопии in vivo можно сопоставить с гистопатологическим анализом биоптатов исследуемых областей. Процедуру продемонстрирует доктор Джозеф Лиал, хирург-уролог, который разработал применение зондовой конфокальной лазерной эндомикроскопии для мочевыводящих путей в условиях операционной. Когда пациент будет помещен в литотомическое положение, начните с введения жесткого цистоскопа через уретру, используя стандартную цистоскопию с белым светом для осмотра областей мочевого пузыря при белом свете.
Отметьте области интереса для конфокальной лазерной эндомикроскопии с помощью резекционной петли. На этом этапе для выявления дополнительных подозрительных участков можно использовать другие модальности макроскопической оптической визуализации, такие как флуоресцентная цистоскопия и узкоспектральная визуализация; затем введите в мочевой пузырь стерильный урологический катетер, используя шприц объемом 60 milliliter для подачи. Введите разведенное контрастное вещество путем гравитационного заполнения.
Затем пережмите мочевой катетер зажимом, чтобы оставить контрастное вещество в мочевом пузыре. Через пять минут удалите вещество из пузыря. После этого наберите в шприц объемом 60 мл от 240 до 300 мл физиологического раствора, чтобы вымыть остатки контраста из мочевого пузыря перед внутривенным введением флуоресцеина.
Наберите один миллилитр флуоресцеина в шприц. Подсоедините шприц к точке внутривенного доступа и введите от 0,5 до одного миллилитра флуоресцеина внутривенно болюсом, промыв линию обычным физиологическим раствором. После введения контрастного вещества извлеките стерильный зонд для конфокальной лазерной эндомикроскопии из упаковки и подключите его к блоку лазерного сканирования.
Затем прогрейте и откалибруйте диагностический зонд в соответствии с инструкциями производителя, после чего повторно введите жесткий цистоскоп с линзой 0° в мочевой пузырь. Теперь проведите зонд для конфокальной эндомикроскопии через рабочий канал цистоскопа так, чтобы его кончик находился чуть дальше конца цистоскопа при белом свете. Найдите ранее отмеченные интересующие области, перемещая диагностический зонд для сканирования этой зоны.
Запишите изображения для последующего анализа. Затем с помощью руки оператора управляйте конфокальной эндомикроскопией. Приложите зонд вплотную к областям интереса для выполнения оптического сечения этих областей.
Осторожно увеличивайте и уменьшайте давление на диагностический датчик, поддерживая прямой контакт, чтобы достичь опухолей, расположенных в глубоких отделах мочевого пузыря. Используйте стандартный L-образный изгиб и мостик (AL elbow and bridge), чтобы облегчить отклонение датчика для прямого контакта с исследуемой областью. При необходимости проведите экспресс-биопсию соответствующих областей интереса, которые были просканированы с помощью конфокальной лазерной эндомикроскопии.
По завершении визуализации извлеките зонд конфокальной эндомикроскопии из рабочего канала. При выполнении данной процедуры важно помнить о необходимости вымывания излишков флуоресцеина из мочевого пузыря перед началом визуализации, а также о необходимости поддерживать контакт зонда со слизистой оболочкой под углом 90 градусов. На данном первом изображении представлена типичная картина при цистоскопии в белом свете с папиллярной опухолью, окрашенной внутрисосудисто.
Обратите внимание на визуализирующий зонд диаметром 2.6 millimeter, видимый в нижней части изображения. Эти два изображения являются репрезентативными снимками, полученными с помощью конфокальной лазерной эндомикроскопии двух различных опухолей мочевого пузыря при использовании интравезикального и внутривенного введении флуоресцеина соответственно. Поскольку визуализирующие зонды могут быть взаимозаменяемыми в различных типах цистоскопов, конфокальная лазерная эндомикроскопия может быть объединена с другими перспективными методами визуализации, что может повысить диагностическую точность каждой из технологий в отдельности, включая флуоресцентную цистоскопию, как показано здесь, и узкоспектральную визуализацию, как показано здесь.
Таким образом, данный метод может дать представление о раке мочевого пузыря. Его можно применять и к другим системам, например, при уротелиальных карциномах верхних мочевыводящих путей, которые могут быть труднодиагностируемыми при биопсии.
Просмотрите полный транскрипт и получите доступ к тысячам научных видео
Обзор
В данном исследовании демонстрируется применение зондовой конфокальной лазерной эндомикроскопии для визуализации мочевыводящих путей человека в режиме реального времени во время цистоскопии. Этот метод позволяет осуществлять динамическую визуализацию опухолей мочевого пузыря с клеточным разрешением, что может повысить точность диагностики и улучшить хирургическое сопровождение.
Основные компоненты исследования
Область науки
- Урология
- Эндоскопия
- Микроскопия
Теоретические основы
- Конфокальная лазерная эндомикроскопия с использованием зонда обеспечивает получение изображений с высоким разрешением.
- Ее можно использовать в сочетании со стандартной эндоскопией в белом свете.
- Данный метод может улучшить диагностику рака мочевого пузыря.
- Интраоперационная визуализация может служить ориентиром при хирургической резекции.
Цель исследования
- Продемонстрировать возможности микроскопии in vivo в процессе трансуретральной резекции опухолей мочевого пузыря.
- Сравнить результаты исследования in vivo с данными гистопатологического анализа.
- Оценить эффективность конфокальной лазерной эндомикроскопии в выявлении опухолей мочевого пузыря.
Используемые методы
- Первичный осмотр мочевого пузыря с помощью цистоскопии в белом свете.
- Введение контрастного вещества для улучшения визуализации.
- Использование зонда для конфокальной лазерной эндомикроскопии для детального анализа.
- Запись изображений для последующего сравнения с результатами биопсии.
Основные результаты
- Успешная идентификация опухолей с помощью конфокальной лазерной эндомикроскопии.
- Получение изображений высокого разрешения различных поражений мочевого пузыря.
- Сравнение результатов визуализации с гистопатологическими данными подтвердило точность метода.
- Потенциал применения при других видах карцином мочевыводящих путей.
Выводы
- Конфокальная лазерная эндомикроскопия с использованием зондов улучшает диагностику рака мочевого пузыря.
- Данный метод может улучшить результаты хирургического вмешательства за счет более качественной визуализации.
- Необходимы дальнейшие исследования для изучения возможности применения этого метода в других системах.
Часто задаваемые вопросы
Практическая значимость для отрасли
Конфокальная лазерная эндомикроскопия с использованием зонда позволяет в режиме реального времени получать изображения тканей мочевыводящих путей с высоким разрешением во время цистоскопии, что способствует раннему выявлению рака мочевого пузыря и служит ориентиром при хирургической резекции. Эта технология повышает диагностическую достоверность, обеспечивая визуализацию на клеточном уровне, которая дополняет гистопатологический анализ, тем самым снижая неопределенность при характеристике очагов поражения. Ее интеграция в стандартные эндоскопические рабочие процессы открывает трансляционный путь для улучшения стратификации рисков при лечении уротелиальной карциномы.
Стратегическое применение в биофармацевтических исследованиях и разработках
Ранние этапы поиска и валидация мишени
- Научная ценность: позволяет проверять терапевтические гипотезы путем визуализации клеточной морфологии и архитектуры сосудов in vivo.
- Операционная ценность: обеспечивает функциональную валидацию мишени за счет корреляции данных визуализации с гистопатологическими конечными точками в режиме реального времени.
- Прогностическая ценность: повышает уверенность в значимости мишени, позволяя напрямую наблюдать микроархитектурные изменения, связанные с заболеванием.
Скрининг и разработка анализа
- Научная ценность: Подготовка валидированных биологических систем для последующего скрининга путем обеспечения точной локализации интересующих областей для проведения биопсии.
- Практическая ценность: Содействие стандартизации анализа за счет воспроизводимого введения контрастного вещества и использования протоколов визуализации с помощью зондов.
- Масштабируемость: Облегчение повторного использования платформы в гибких и жестких цистоскопических системах со сменными датчиками визуализации.
Трансляционные и доклинические исследования
- Научная ценность: Обеспечивает моделирование систем, релевантных для изучения заболеваний, за счет фиксации динамических сосудистых и клеточных особенностей неопластической ткани.
- Трансляционная преемственность: Связывает этап фундаментальных открытий с доклинической валидацией, обеспечивая возможность лонгитюдного мониторинга прогрессирования очага поражения.
- Принятие решений с учетом рисков: Позволяет определять критерии дальнейшего продвижения исследования на основе количественных данных визуализации, которые коррелируют с патологическим грейдингом.
Интеграция конвейеров и рабочих процессов
Данный метод интегрируется в процесс поиска новых лекарственных средств — от раннего тестирования гипотез о мишенях до идентификации ведущих соединений и доклинической валидации — обеспечивая фенотипический анализ на основе визуализации.
- Открывающая биология: способствует проверке гипотез и уточнению путей передачи сигналов, обеспечивая прямую визуализацию взаимодействий между опухоле-ассоциированной стромой и эпителием.
- Скрининг: повышает готовность анализа, позволяя точно определять подозрительные очаги поражения для молекулярного профилирования и скрининга соединений.
- Аналитика: генерирует количественные показатели, такие как плотность сосудов и показатели клеточной атипии, которые позволяют проводить сравнительный анализ в различных условиях.
- Трансляционные исследования: обеспечивает преемственность с доклиническими исследованиями за счет лонгитюдной визуализации, которая отражает модели гистопатологического прогрессирования.
- Корпоративное повторное использование: функционирует как универсальная платформа визуализации, применимая для различных урологических показаний и конфигураций эндоскопов.
Операционное и организационное воздействие
- Научная ценность: Повышает уверенность в прогнозах при валидации мишеней за счет снижения механистической неопределенности благодаря прямой визуализации тканей.
- Операционная ценность: Улучшает стандартизацию и воспроизводимость за счет использования стандартизированных протоколов дозирования контрастного вещества и работы с зондом.
- Стратегическая ценность: Оптимизирует процесс принятия решений о продолжении или прекращении разработки (go/no-go), обеспечивая раннее получение биомаркеров злокачественности очага на основе методов визуализации.
- Влияние на портфель: Поддерживает приоритизацию с учетом рисков, позволяя осуществлять неинвазивный мониторинг терапевтического ответа в доклинических моделях.
Особенности реализации
- Требуется опыт в области эндоскопической урологии и методов конфокальной визуализации для навигации зондом и интерпретации изображений.
- Зависит от наличия блоков лазерного сканирования и совместимых волоконно-оптических зондов соответствующего диаметра для доступа к мочевыводящим путям.
- Необходимо соблюдение стандартов введения контрастного вещества (интравезикально или внутривенно) и протоколов промывания для минимизации фоновой флуоресценции.
- Требуется учет особенностей отклонения зонда и поддержания контакта в анатомически сложных областях мочевыводящих путей.
- Ограничено необходимостью прямого контакта с тканью, что может затруднить использование при воспаленной или хрупкой слизистой оболочке без соответствующих корректировок процедуры.
