Endoskopowe obrazowanie konfokalne
Autor: Izabela Żmijewska
Data: 06.05.2011
Źródło: Gastroenterologia i Hepatologia Kliniczna, Część 3, Nr 7, Uzupełnienie 1, lipiec 2005, Ralf Kiesslich i Markus F. Neurath/Varimed
Endomikroskopia fluorescencyjna in vivo (na żywych organizmach) jest nowo opracowanym narzędziem diagnostycznym umożliwiającym wirtualną histologię in vivo warstwy błony śluzowej podczas trwającego badania endoskopowego. Niniejszy artykuł jest streszczeniem obecnie dostępnych danych dotyczących techniki, oraz wykorzystania klinicznego endomikroskopii konfokalnej. Analizowane wskazania zastosowania tej metody diagnostycznej dotyczą ewaluacji wrzodowego nowotworu jelita grubego i odbytu, zapalenia jelita grubego oraz obserwacji i kontroli, przełyku Barretta , as także wykrywania in vivo infekcji Helicobacter pylori.
Do współczesnej endoskopii wprowadza się wiele ważnych technicznych ulepszeń łącznie z pojawianiem się endoskopów wykorzystujących obraz wideo oraz endoskopów powiększających. Co więcej, techniki chromoendoskopii z użyciem takich barwników jak błękit metylenowy, fiolet krezolu, indygokarmina okazują się bardzo pomocne podczas identyfikacji, oraz analizy zmian patologicznych okrężnicy podczas wykonywania badania z użyciem endoskopu. Jednak, żaden z wcześniej opisanych systemów nie pozwalał na analizę podpowierzchniową zmian patologicznych okrężnicy.
Wcześniej podejmowano już próby opracowania alternatywnych urządzeń do obrazowania podpowierzchniowego. Mikroskopia konfokalna wykorzystująca skanowanie laserowe została w rzeczywistości wykorzystana w celu uzyskania bezpośrednich obrazów mikroskopowych w odniesieniu do próbek nie poddawanych terapii uzyskanych za pomocą biopsji ex vivo. Jakość czułości określania dysplazji, oraz nowotworu jelita grubego wynosiła jedynie 60%, głównie ze względu na ograniczenia techniczne1. Pierwsze doświadczenia w przypadku zdrowych ochotników związane z wykorzystaniem endomikroskopii były obiecujące, ale charakteryzowały się niesatysfakcjonującymi wynikami głównie z powodu niskiej jakości uzyskiwanych obrazów.1,2 Dalsze wysiłki były nakierowane na miniaturyzację laserowych konfokalnych systemów mikroskopowych. Zwłaszcza wykorzystanie pasm włókien umożliwiło komórkowe obrazowanie in vivo. W tym przypadku jednak nie obyło się bez pewnego kompromisu dotyczącego rozdzielczości obrazów z powodu artefaktów pikselacji pasma włókna. W przypadku tych badań nie osiągnięto pełnej rozdzielczości punktowego skanowania w przypadku endomikroskopii konfokalnej in vivo.
Dzięki najnowszym technicznym osiągnięciom w tej dziedzinie, która może być nazwana konfokalną endomirkosopią laserową, analiza podpowierzchniowa śluzówki jelita, oraz histologia in vivo przeprowadzona podczas trwania badania za pomocą endoskopu staje się możliwa w pełnej rozdzielczości poprzez analizę punktowego skanowania laserowego.
Konfokalna endoskopia laserowa
Tak jak zostało to już wcześniej opisane, elementy laserowego endoskopu konfokalnego zostały oparte na połączeniu laserowego mikroskopu konfokalnego z końcówką dystalną konwencjonalnego wideo-endoskopu (wspólna przedsięwzięcie firm Pentax Tokio, Japonia i firmy Optiscan, Notting Hill, Australia). Urządzenie umożliwia wykonanie mikroskopii konfokalnej jako uzupełnienie standardowej wideo-endoskopii.
Średnica zarówno końcówki dystalnej, oraz rurki inercyjnej wynosi 12.8 mm. Końcówka dystalna zawierała dyszę powietrzną i wodną, dwa prowadniki świetlne, dodatkową dyszę wodną ( wykorzystywaną do miejscowego użycia środka kontrastowego), oraz kanał roboczy o średnicy 2.8 mm. Przesuwanie głębokości płaszczyzny obrazowania relatywnie do powierzchni tkanki jest kontrolowane za pomocą dwóch dodatkowych przycisków znajdujących się na uchwycie.
Podczas wykonywania endoskopii laserowej, pojedyncza linia lasera dostarcza wzbudzenie długości fali wynoszącej 488 mm, a maksymalna moc wyjściowa lasera to 1 m W, lub mniej przy powierzchni tkanki. Dane pochodzące z obrazu konfokalnego są zbierane przy prędkości skanowania wynoszącej 8 klatek na sekundę (1024 x 512 pikseli), lub 1.6 klatek na sekundę (1024 x 1024 pikseli). Optyczna grubość wynosi 7 µm, z boczną rozdzielczością wynoszącą 7 µm. Pole widzenia to 500 x 500 µm. Zakres osi z wyniósł od 0 do 200 µm poniżej powierzchni warstwy. Obrazy konfokalne mogą być generowane jednocześnie z obrazami endoskopowymi.
Technika laserowej endoskopii konfokalnej.
Podczas konfokalnej endomikroskopii wykorzystywany jest fluorescencyjny środek kontrastowy w celu uzyskania obrazów o wysokim kontraście. Potencjalnie odpowiednimi środkami kontrastowymi mogą być fluoresceina, trypaflawina, tetracyklina, lub fiolet krezolu. Najbardziej rozpowszechnionym barwnikiem używanym do chwili obecnej jest fluoresceina.
Fluoresceina jest niedrogim, niemetagennym kontrastem fluorescencyjnym, który jest często używany w okulistyce. Ponieważ ten środek kontrastowy nie wzbogaca się w jądrze komórek nabłonkowych jelita podczas ogólnoustrojowego stosowania, jądra komórek nie były wyraźnie widoczne na obrazach konfokalnych z użyciem tego środka kontrastowego. Z kolei użycie trypaflawiny może być używane miejscowo w celu zabarwienia jądra komórki i cytoplazmy. Jednak użycia trypaflawiny powinno być dobrze przeanalizowane ze względu na małe, ale możliwe ryzyko potencjalnego metagennego działania.
Endoskop konfokalny może być obsługiwany w sposób analogiczny jak w przypadku standardowego endoskopu. Po zaaplikowaniu środka kontrastowego (na przykład: fluoresceiny) końcówka dystalna endoskopu zostaje umiejscowiona delikatnie w pobliżu błony śluzowej, a pozycja płaszczyzny ogniskowej w próbce jest regulowana poprzez używanie przycisków znajdujących się na urządzeniu. W każdym obszarze zainteresowania obrazy z powierzchni i głębszych części warstwy błony śluzowej mogą być uzyskane i przechowywane w pamięci cyfrowej w określonym folderze skojarzonym z miejscem pobrania obrazów. Badania za pomocą biopsji kierowanej są możliwe z powodu bliskości kanału roboczego i okna endomikroskopowego przy końcówce dystalnej endoskopu,3 które pozwala na umiejscowienie skanera konfokalnego na tkance, która ma być analizowana poprzez podgląd za pomocą konwencjonalnego wideo-endoskopu.
Dane kliniczne
Nowotwór jelita grubego i odbytnicy , badanie (przesiewowe) i ocena podczas obserwacji.
Laserowy endoskop konfokalny może być wykorzystany rutynowo w celu wykonania badania (przesiewowego) oraz obserwacji. Podejrzane zmiany patologiczne mogą być analizowane poprzez umiejscowienie okna endomikroskopu bezpośrednio na zmianie patologicznej.
Do chwili obecnej, 42 pacjentów ze wskazaniami dotyczącymi wykonania badania przesiewowego, oraz badań kontrolnych po wcześniejszym wycięciu polipów zostało poddanych kolonoskopii (wziernikowaniu okrężnicy) za pomocą tego systemu z użyciem fluorescencyjnego środka kontrastowego. Obrazy konfokalne zostały ocenione zgodnie ze zmianami komórkowymi i naczyniowymi i zostały skorelowane z konwencjonalną histologią w sposób prospektywny. Ogólna liczba obrazów konfokalnych wynosząca 13,020 pochodząca z 390 różnych lokalizacji (256 bardzo trudno zauważalnych obszarów, 134 obszarów otaczających zmiany patologiczne) została porównana z danymi histopatologicznymi uzyskanymi na podstawie biopsji próbki. Analiza podpowierzchniowa wykonana podczas konfokalnej endoskopii laserowej pozwoliła na przeprowadzenie szczegółowego badania struktur komórkowych (Rysunek 1). Obecność zmian nowotworowych można by było przewidzieć na podstawie nowo opracowanych konfokalnych wzorów klasyfikacji charakteryzujących się wysoką dokładnością ( czułość: 97.4%, specyficzność: 99.4%, dokładność: 99.2%)3.
Wrzodowe zapalenie okrężnicy i obserwacja (kontrola).
Połączenie chromoendoskopii i konfokalnej endoskopii laserowej ułatwia prowadzenie obserwacji w przypadku wrzodowego zapalenia okrężnicy. Chromoendoskopia pokazuje otaczające zmiany patologiczne4 a konfokalna endomikroskopia laserowa może zostać wykorzystana w celu określenia śródnabłonkowych zmian nowotworowych z dużą dokładnością. W ten sposób mogą zostać wykonane badania za pomocą kierowanej biopsji odpowiednich zmian patologicznych, a szybkie określenie zmian nowotworowych może doprowadzić do znaczącej i wyraźnej poprawy klinicznego zarządzania pacjentami z wrzodowym zapaleniem okrężnicy.
W przypadku 41 pacjentów z kliniczną remisją długotrwałego owrzodzenia okrężnicy, wykorzystywano endomikroskopię w połączeniu z panchromoendoskopią wspomaganą środkiem kontrastowym w postaci błękitu metylenowego w celu przeprowadzenia obserwacji. Chromoendoskopia z użyciem środka kontrastowego w postaci błękitu metylenowego nie spowodowała żadnych zakłóceń z systemem skanowania laserowego.
Ogólna liczna obrazów konfokalnych wynosząca 14,596 uzyskana z 464 różnych obszarów (369 trudno dostrzegalnych obszarów, 95 obszarów otaczających zmiany patologiczne) zostały porównane z wynikami histopatologicznymi uzyskanymi podczas biopsji próbek. Sześćdziesiąt siedem z 95 obszarów otaczających zmiany patologiczne były widoczne dopiero po wykonaniu chromoendoskopii z użyciemśrodka kontrastowego w postaci błękitu metylenowego. Różne struktury komórkowe ( nabłonkowe i komórki krwi), naczynia włosowate, oraz tkanki łączne ograniczone do warstwy błony śluzowej można było zidentyfikować poprzez wykorzystanie mikroskopu konfokalnego. Z powodu właściwości farmakokinetycznych fluoresceiny, nie można było zaobserwować jądra (komórki). Jednak, obecność zmian nowotworowych (czułość: 94.4%, specyficzność: 95.6%, dokładność: 99.3%), a także stan zapalny mógł zostać określony z bardzo wysoką dokładnością.
Przełyk barretta.
Endomikroskopia może być również wykorzystana w przypadku badania górnych przewodów żołądkowo-jelitowych. Różne warstwy nabłonkowe mogą być w bardzo szybki i prosty sposób zidentyfikowane. Charakterystyka histologiczna normalnego nabłonka dwunastnicy, żołądka, oraz przełyku może być łatwo rozpoznawalna a, w szczególności, komórki kubkowe, tam gdzie były obecne, można było w sposób wyraźny zidentyfikować na podstawie charakterystycznego kształtu i kontrastu. W przełyku Barretta, można było zdiagnozować specjalny nabłonek walcowaty, różniący się od żołądkowego nabłonka walcowatego z powodu obecności komórek kubkowych. W ten sposób, można było uzyskać potwierdzenie nowotworu przełyku Barretta podczas badania endoskopem, oraz badania za pomocą biopsji kierowanej w odniesieniu do podejrzanych obszarów. Cechą charakterystyczną nowotworów związanych z przełykiem Barretta były nieregularne warstwy komórek nabłonka z typowymi czarnymi komórkami i utratą podstawowych granic (Kiesslich, dane niepublikowane).
Helicobacter pylori
Co więcej, można było zaobserwować charakterystyczny kształt H pylori dzięki konfokalnej endomikroskopii laserowej. W szczególności zauważono, że konfokalna endoskopia laserowa wspomagana środkiem kontrastowym w postaci trypaflawiny może zostać wykorzystana do wykrywania H pylori in vivo (na żywo).
W tym przypadku, badanie mikroskopowe błony śluzowej żołądka było możliwe dzięki ogólnoustrojowemu zastosowaniu fluoresceiny ale, w formie uzupełnienia, za pomocą cewnika natryskowego zaaplikowano miejscowo na powierzchni tkanki chlorowodorek trypaflawiny (,05%, 25 mL). Trypaflawina pokryła powierzchnię i została wchłonięta przez górną część błony śluzowej żołądka. Trypaflawina nie tylko zabarwiła jądro warstwy nabłonkowej żołądka, ale również doprowadziła do wykrycia H pylori na powierzchni tkanki oraz w głębszych warstwach nabłonka żołądka – jeżeli mieliśmy do czynienia z infekcją Helicobacter. 6
Zarówno akumulacja ogniskowa, jak również poszczególne bakterie zostały zobrazowane jako jasne punkty dzięki użyciu trypaflawiny. Po przeprowadzeniu dokładnego badania obrazów endomikroskopowych za pomocą specjalnego oprogramowania komputerowego zauważono, że rozdzielczość obrazów była wystarczająca, aby rozwiązać charakterystyczną morfologię poszczególnych bakterii łącznie z ciałkami i witkami.
Rysunek 1. Endomikroskopia okrężnicy. (A) Normalna odbytnica. Typowy układ krypt jelitowych i komórek kubkowych w typowej błonie śluzowej okrężnicy. (B) Nowotwór okrężnicy esowatej. Nowotwór okrężnicy esowatej z nieregularnym układem komórek oraz niehomogenicznym wkładem naczyniowym.
Wnioski
Endomikroskopia fluorescencyjna in vivo jest nowo opracowanym narzędziem diagnostycznym pozwalającym na wykonanie wirtualnej histopatologii in vivo warstwy błony śluzowej podczas trwającego badania za pomocą endoskopu. Nowe szczegółowe obrazy uzyskane dzięki konfokalnej endoskopii laserowej to dopiero początek nowej ery, w której postępy w zakresie optyki pozwolą na unikalny ogląd struktur komórkowych poniżej powierzchni jelita. Jeżeli chodzi o rozróżnienie dotyczące tkanki nowotworowej i nienowotworowej w okrężnicy, można powiedzieć, że wynik diagnostyczny był porównywalny z histologią po badaniu za pomocą biopsji w przypadku większości pacjentów biorących udział w badaniach pilotażowych.
Spektrum diagnostyczne konfokalnej endomikroskopii laserowej aktualnie zostało poszerzone i obejmuje diagnostykę nowotworu jelita grubego i odbytnicy oraz badanie refluksu żołądkowo-przełykowego. Omawiana diagnostyka pozwala również na identyfikację H pylori. W ten sposób, nowo odkryte możliwości diagnostyczne konfokalnej endoskopii laserowej mogą mieć przełomowe znaczenie w praktyce klinicznej, oraz mogą pomagać w uzyskaniu optymalnie szybkiej diagnozy odpowiednich zmian patologicznych podczas przeprowadzania badania endoskopowego.
Literatura
1. Sakashita M, Inoue H, Kashida H, i inni: Wirtualna histologia zmian patologicznych jelita grubego i odbytu z wykorzystaniem skanowania laserowego mikroskopii konfokalnej. Ensokopia 2003:35:1033-1038.
2. Koenig F, Knittel J, Stepp H. Diagnozowanie nowotworu in vivo. Nauka 2001 ; 292:1401-1403.
3. Kiesslich R, Burg J, Vieth M i inni: Konfokalna endoskopia laserowa dla diagnostyki śródnabłonkowych zmian nowotworowych i nowotworu jelita grubego i odbytu in vivo. Gastroenterologia 2004;127:706-713
4. Kiesslich R. Fritsch J, Holtmann M i inni: Chromoendoskopia wspomagana błekitem metylenu dla wykrywania śródnabłonkowych zmian nowotworowych i nowotworu okrężnicy w przypadku wrzodowego zapalenia okrężnicy. Gastroenterologia 2003;124:880-888.
5. Kiesslich R, Burg J Vieth M i inni: fluorescencyjna konfokalna endoskopia laserowa dla określania zmian nowotworowych u pacjentów z wrzodowym zapaleniem okrężnicy (fragment) Gastroenterologia 2004;59:AB97.
6. Kiesslich R, Goetz M, Burg J i inni: Diagnozowanie Helicobacter pylori in vivo za pomocą konfokalnej endoskopii laserowej. Gastroenterologia 2005;128:2119-2123.
Wcześniej podejmowano już próby opracowania alternatywnych urządzeń do obrazowania podpowierzchniowego. Mikroskopia konfokalna wykorzystująca skanowanie laserowe została w rzeczywistości wykorzystana w celu uzyskania bezpośrednich obrazów mikroskopowych w odniesieniu do próbek nie poddawanych terapii uzyskanych za pomocą biopsji ex vivo. Jakość czułości określania dysplazji, oraz nowotworu jelita grubego wynosiła jedynie 60%, głównie ze względu na ograniczenia techniczne1. Pierwsze doświadczenia w przypadku zdrowych ochotników związane z wykorzystaniem endomikroskopii były obiecujące, ale charakteryzowały się niesatysfakcjonującymi wynikami głównie z powodu niskiej jakości uzyskiwanych obrazów.1,2 Dalsze wysiłki były nakierowane na miniaturyzację laserowych konfokalnych systemów mikroskopowych. Zwłaszcza wykorzystanie pasm włókien umożliwiło komórkowe obrazowanie in vivo. W tym przypadku jednak nie obyło się bez pewnego kompromisu dotyczącego rozdzielczości obrazów z powodu artefaktów pikselacji pasma włókna. W przypadku tych badań nie osiągnięto pełnej rozdzielczości punktowego skanowania w przypadku endomikroskopii konfokalnej in vivo.
Dzięki najnowszym technicznym osiągnięciom w tej dziedzinie, która może być nazwana konfokalną endomirkosopią laserową, analiza podpowierzchniowa śluzówki jelita, oraz histologia in vivo przeprowadzona podczas trwania badania za pomocą endoskopu staje się możliwa w pełnej rozdzielczości poprzez analizę punktowego skanowania laserowego.
Konfokalna endoskopia laserowa
Tak jak zostało to już wcześniej opisane, elementy laserowego endoskopu konfokalnego zostały oparte na połączeniu laserowego mikroskopu konfokalnego z końcówką dystalną konwencjonalnego wideo-endoskopu (wspólna przedsięwzięcie firm Pentax Tokio, Japonia i firmy Optiscan, Notting Hill, Australia). Urządzenie umożliwia wykonanie mikroskopii konfokalnej jako uzupełnienie standardowej wideo-endoskopii.
Średnica zarówno końcówki dystalnej, oraz rurki inercyjnej wynosi 12.8 mm. Końcówka dystalna zawierała dyszę powietrzną i wodną, dwa prowadniki świetlne, dodatkową dyszę wodną ( wykorzystywaną do miejscowego użycia środka kontrastowego), oraz kanał roboczy o średnicy 2.8 mm. Przesuwanie głębokości płaszczyzny obrazowania relatywnie do powierzchni tkanki jest kontrolowane za pomocą dwóch dodatkowych przycisków znajdujących się na uchwycie.
Podczas wykonywania endoskopii laserowej, pojedyncza linia lasera dostarcza wzbudzenie długości fali wynoszącej 488 mm, a maksymalna moc wyjściowa lasera to 1 m W, lub mniej przy powierzchni tkanki. Dane pochodzące z obrazu konfokalnego są zbierane przy prędkości skanowania wynoszącej 8 klatek na sekundę (1024 x 512 pikseli), lub 1.6 klatek na sekundę (1024 x 1024 pikseli). Optyczna grubość wynosi 7 µm, z boczną rozdzielczością wynoszącą 7 µm. Pole widzenia to 500 x 500 µm. Zakres osi z wyniósł od 0 do 200 µm poniżej powierzchni warstwy. Obrazy konfokalne mogą być generowane jednocześnie z obrazami endoskopowymi.
Technika laserowej endoskopii konfokalnej.
Podczas konfokalnej endomikroskopii wykorzystywany jest fluorescencyjny środek kontrastowy w celu uzyskania obrazów o wysokim kontraście. Potencjalnie odpowiednimi środkami kontrastowymi mogą być fluoresceina, trypaflawina, tetracyklina, lub fiolet krezolu. Najbardziej rozpowszechnionym barwnikiem używanym do chwili obecnej jest fluoresceina.
Fluoresceina jest niedrogim, niemetagennym kontrastem fluorescencyjnym, który jest często używany w okulistyce. Ponieważ ten środek kontrastowy nie wzbogaca się w jądrze komórek nabłonkowych jelita podczas ogólnoustrojowego stosowania, jądra komórek nie były wyraźnie widoczne na obrazach konfokalnych z użyciem tego środka kontrastowego. Z kolei użycie trypaflawiny może być używane miejscowo w celu zabarwienia jądra komórki i cytoplazmy. Jednak użycia trypaflawiny powinno być dobrze przeanalizowane ze względu na małe, ale możliwe ryzyko potencjalnego metagennego działania.
Endoskop konfokalny może być obsługiwany w sposób analogiczny jak w przypadku standardowego endoskopu. Po zaaplikowaniu środka kontrastowego (na przykład: fluoresceiny) końcówka dystalna endoskopu zostaje umiejscowiona delikatnie w pobliżu błony śluzowej, a pozycja płaszczyzny ogniskowej w próbce jest regulowana poprzez używanie przycisków znajdujących się na urządzeniu. W każdym obszarze zainteresowania obrazy z powierzchni i głębszych części warstwy błony śluzowej mogą być uzyskane i przechowywane w pamięci cyfrowej w określonym folderze skojarzonym z miejscem pobrania obrazów. Badania za pomocą biopsji kierowanej są możliwe z powodu bliskości kanału roboczego i okna endomikroskopowego przy końcówce dystalnej endoskopu,3 które pozwala na umiejscowienie skanera konfokalnego na tkance, która ma być analizowana poprzez podgląd za pomocą konwencjonalnego wideo-endoskopu.
Dane kliniczne
Nowotwór jelita grubego i odbytnicy , badanie (przesiewowe) i ocena podczas obserwacji.
Laserowy endoskop konfokalny może być wykorzystany rutynowo w celu wykonania badania (przesiewowego) oraz obserwacji. Podejrzane zmiany patologiczne mogą być analizowane poprzez umiejscowienie okna endomikroskopu bezpośrednio na zmianie patologicznej.
Do chwili obecnej, 42 pacjentów ze wskazaniami dotyczącymi wykonania badania przesiewowego, oraz badań kontrolnych po wcześniejszym wycięciu polipów zostało poddanych kolonoskopii (wziernikowaniu okrężnicy) za pomocą tego systemu z użyciem fluorescencyjnego środka kontrastowego. Obrazy konfokalne zostały ocenione zgodnie ze zmianami komórkowymi i naczyniowymi i zostały skorelowane z konwencjonalną histologią w sposób prospektywny. Ogólna liczba obrazów konfokalnych wynosząca 13,020 pochodząca z 390 różnych lokalizacji (256 bardzo trudno zauważalnych obszarów, 134 obszarów otaczających zmiany patologiczne) została porównana z danymi histopatologicznymi uzyskanymi na podstawie biopsji próbki. Analiza podpowierzchniowa wykonana podczas konfokalnej endoskopii laserowej pozwoliła na przeprowadzenie szczegółowego badania struktur komórkowych (Rysunek 1). Obecność zmian nowotworowych można by było przewidzieć na podstawie nowo opracowanych konfokalnych wzorów klasyfikacji charakteryzujących się wysoką dokładnością ( czułość: 97.4%, specyficzność: 99.4%, dokładność: 99.2%)3.
Wrzodowe zapalenie okrężnicy i obserwacja (kontrola).
Połączenie chromoendoskopii i konfokalnej endoskopii laserowej ułatwia prowadzenie obserwacji w przypadku wrzodowego zapalenia okrężnicy. Chromoendoskopia pokazuje otaczające zmiany patologiczne4 a konfokalna endomikroskopia laserowa może zostać wykorzystana w celu określenia śródnabłonkowych zmian nowotworowych z dużą dokładnością. W ten sposób mogą zostać wykonane badania za pomocą kierowanej biopsji odpowiednich zmian patologicznych, a szybkie określenie zmian nowotworowych może doprowadzić do znaczącej i wyraźnej poprawy klinicznego zarządzania pacjentami z wrzodowym zapaleniem okrężnicy.
W przypadku 41 pacjentów z kliniczną remisją długotrwałego owrzodzenia okrężnicy, wykorzystywano endomikroskopię w połączeniu z panchromoendoskopią wspomaganą środkiem kontrastowym w postaci błękitu metylenowego w celu przeprowadzenia obserwacji. Chromoendoskopia z użyciem środka kontrastowego w postaci błękitu metylenowego nie spowodowała żadnych zakłóceń z systemem skanowania laserowego.
Ogólna liczna obrazów konfokalnych wynosząca 14,596 uzyskana z 464 różnych obszarów (369 trudno dostrzegalnych obszarów, 95 obszarów otaczających zmiany patologiczne) zostały porównane z wynikami histopatologicznymi uzyskanymi podczas biopsji próbek. Sześćdziesiąt siedem z 95 obszarów otaczających zmiany patologiczne były widoczne dopiero po wykonaniu chromoendoskopii z użyciemśrodka kontrastowego w postaci błękitu metylenowego. Różne struktury komórkowe ( nabłonkowe i komórki krwi), naczynia włosowate, oraz tkanki łączne ograniczone do warstwy błony śluzowej można było zidentyfikować poprzez wykorzystanie mikroskopu konfokalnego. Z powodu właściwości farmakokinetycznych fluoresceiny, nie można było zaobserwować jądra (komórki). Jednak, obecność zmian nowotworowych (czułość: 94.4%, specyficzność: 95.6%, dokładność: 99.3%), a także stan zapalny mógł zostać określony z bardzo wysoką dokładnością.
Przełyk barretta.
Endomikroskopia może być również wykorzystana w przypadku badania górnych przewodów żołądkowo-jelitowych. Różne warstwy nabłonkowe mogą być w bardzo szybki i prosty sposób zidentyfikowane. Charakterystyka histologiczna normalnego nabłonka dwunastnicy, żołądka, oraz przełyku może być łatwo rozpoznawalna a, w szczególności, komórki kubkowe, tam gdzie były obecne, można było w sposób wyraźny zidentyfikować na podstawie charakterystycznego kształtu i kontrastu. W przełyku Barretta, można było zdiagnozować specjalny nabłonek walcowaty, różniący się od żołądkowego nabłonka walcowatego z powodu obecności komórek kubkowych. W ten sposób, można było uzyskać potwierdzenie nowotworu przełyku Barretta podczas badania endoskopem, oraz badania za pomocą biopsji kierowanej w odniesieniu do podejrzanych obszarów. Cechą charakterystyczną nowotworów związanych z przełykiem Barretta były nieregularne warstwy komórek nabłonka z typowymi czarnymi komórkami i utratą podstawowych granic (Kiesslich, dane niepublikowane).
Helicobacter pylori
Co więcej, można było zaobserwować charakterystyczny kształt H pylori dzięki konfokalnej endomikroskopii laserowej. W szczególności zauważono, że konfokalna endoskopia laserowa wspomagana środkiem kontrastowym w postaci trypaflawiny może zostać wykorzystana do wykrywania H pylori in vivo (na żywo).
W tym przypadku, badanie mikroskopowe błony śluzowej żołądka było możliwe dzięki ogólnoustrojowemu zastosowaniu fluoresceiny ale, w formie uzupełnienia, za pomocą cewnika natryskowego zaaplikowano miejscowo na powierzchni tkanki chlorowodorek trypaflawiny (,05%, 25 mL). Trypaflawina pokryła powierzchnię i została wchłonięta przez górną część błony śluzowej żołądka. Trypaflawina nie tylko zabarwiła jądro warstwy nabłonkowej żołądka, ale również doprowadziła do wykrycia H pylori na powierzchni tkanki oraz w głębszych warstwach nabłonka żołądka – jeżeli mieliśmy do czynienia z infekcją Helicobacter. 6
Zarówno akumulacja ogniskowa, jak również poszczególne bakterie zostały zobrazowane jako jasne punkty dzięki użyciu trypaflawiny. Po przeprowadzeniu dokładnego badania obrazów endomikroskopowych za pomocą specjalnego oprogramowania komputerowego zauważono, że rozdzielczość obrazów była wystarczająca, aby rozwiązać charakterystyczną morfologię poszczególnych bakterii łącznie z ciałkami i witkami.
Rysunek 1. Endomikroskopia okrężnicy. (A) Normalna odbytnica. Typowy układ krypt jelitowych i komórek kubkowych w typowej błonie śluzowej okrężnicy. (B) Nowotwór okrężnicy esowatej. Nowotwór okrężnicy esowatej z nieregularnym układem komórek oraz niehomogenicznym wkładem naczyniowym.
Wnioski
Endomikroskopia fluorescencyjna in vivo jest nowo opracowanym narzędziem diagnostycznym pozwalającym na wykonanie wirtualnej histopatologii in vivo warstwy błony śluzowej podczas trwającego badania za pomocą endoskopu. Nowe szczegółowe obrazy uzyskane dzięki konfokalnej endoskopii laserowej to dopiero początek nowej ery, w której postępy w zakresie optyki pozwolą na unikalny ogląd struktur komórkowych poniżej powierzchni jelita. Jeżeli chodzi o rozróżnienie dotyczące tkanki nowotworowej i nienowotworowej w okrężnicy, można powiedzieć, że wynik diagnostyczny był porównywalny z histologią po badaniu za pomocą biopsji w przypadku większości pacjentów biorących udział w badaniach pilotażowych.
Spektrum diagnostyczne konfokalnej endomikroskopii laserowej aktualnie zostało poszerzone i obejmuje diagnostykę nowotworu jelita grubego i odbytnicy oraz badanie refluksu żołądkowo-przełykowego. Omawiana diagnostyka pozwala również na identyfikację H pylori. W ten sposób, nowo odkryte możliwości diagnostyczne konfokalnej endoskopii laserowej mogą mieć przełomowe znaczenie w praktyce klinicznej, oraz mogą pomagać w uzyskaniu optymalnie szybkiej diagnozy odpowiednich zmian patologicznych podczas przeprowadzania badania endoskopowego.
Literatura
1. Sakashita M, Inoue H, Kashida H, i inni: Wirtualna histologia zmian patologicznych jelita grubego i odbytu z wykorzystaniem skanowania laserowego mikroskopii konfokalnej. Ensokopia 2003:35:1033-1038.
2. Koenig F, Knittel J, Stepp H. Diagnozowanie nowotworu in vivo. Nauka 2001 ; 292:1401-1403.
3. Kiesslich R, Burg J, Vieth M i inni: Konfokalna endoskopia laserowa dla diagnostyki śródnabłonkowych zmian nowotworowych i nowotworu jelita grubego i odbytu in vivo. Gastroenterologia 2004;127:706-713
4. Kiesslich R. Fritsch J, Holtmann M i inni: Chromoendoskopia wspomagana błekitem metylenu dla wykrywania śródnabłonkowych zmian nowotworowych i nowotworu okrężnicy w przypadku wrzodowego zapalenia okrężnicy. Gastroenterologia 2003;124:880-888.
5. Kiesslich R, Burg J Vieth M i inni: fluorescencyjna konfokalna endoskopia laserowa dla określania zmian nowotworowych u pacjentów z wrzodowym zapaleniem okrężnicy (fragment) Gastroenterologia 2004;59:AB97.
6. Kiesslich R, Goetz M, Burg J i inni: Diagnozowanie Helicobacter pylori in vivo za pomocą konfokalnej endoskopii laserowej. Gastroenterologia 2005;128:2119-2123.
Przegląd Gastroenterologiczny
