Optische Bildgebung zur präoperativen Abgrenzung von Nicht-Melanom-Hautkrebs (PERFIS)

Der Zweck der Studie besteht darin, die Fähigkeit und Wirksamkeit der Verwendung eines polarisationsverstärkten Reflexions- und Fluoreszenzbildgebungsgeräts, PERFIS, (siehe Gerätebroschüre) zur Abgrenzung von Hautkrebsrändern ohne Melanom vor der Operation zu bewerten. PERFIS ist ein harmloses und nicht-invasives Gerät, das zur Abbildung von biologischem Gewebe sowohl in vitro als auch in vivo verwendet wird. In dieser Studie wird es verwendet, um nicht-melanozytäre Hautkrebsläsionen vor der Operation abzubilden. Die Verwendung von PERFIS hat keinerlei Auswirkungen auf die Patientenversorgung oder Behandlungsentscheidungen. Für die Bildgebung wird kein zusätzliches Gewebe verwendet.

Vor der Bildgebung wird die Läsion des Patienten vorbereitet und gemäß routinemäßiger aseptischer Technik gereinigt. Basierend auf einer visuellen Inspektion werden die Haupt- und Nebenachsen des Tumors genau an den scheinbaren Tumorrändern markiert, um eine unvoreingenommene Tumorentfernung zu gewährleisten. Zum Markieren verwenden die Forscher einen sterilen blauen Markierungsstift, der in den optischen Polarisationsbildern bei 440 nm nicht sichtbar ist. Nach der Markierung wird die Länge der Haupt- und Nebenachse des Tumors mit einem Lineal gemessen. Es wird ein Foto des Tumors (und ein Lineal als Referenzmaßstab) angefertigt. Nach dem Messen und Fotografieren wird eine optische Bildgebung mit polarisiertem Reflexionsvermögen mit dem PERFIS-Gerät durchgeführt.

Fotos des PERFIS-Bildgebungsgeräts finden Sie in der Gerätebroschüre. Während der Bildgebung werden der Tumor und die umgebende Haut mit kontinuierlichem monochromatischem Licht geringer Intensität von einer nicht kohärenten Lichtquelle (Xe-Bogenlampe kombiniert mit Interferenzfiltern) mit einer Wellenlänge von 440 nm und einer Leistungsdichte auf der Haut beleuchtet von ca. 0,4 mW/cm2. Diese Leistungsdichte liegt deutlich unter den üblichen Sicherheitsgrenzwerten. In dieser Studie werden keine anderen Wellenlängen oder Leistungsdichten verwendet. Der Lichtbeleuchter wird durch einen Verschluss gesteuert, der außer während der vom Benutzer gesteuerten Bildaufnahme geschlossen bleibt. Die Bildgebung wird eingeleitet, sobald das PERFIS-Gerät auf der Hautoberfläche des Patienten positioniert ist. Der Verschluss öffnet und schließt sich automatisch, um die Aufnahme zu erleichtern. Dieser Prozess stellt sicher, dass das Licht nur auf die Hautoberfläche übertragen wird, wodurch das Risiko einer möglichen versehentlichen Augenexposition minimiert wird. Die Bildgebung dauert nur wenige Minuten und ist völlig nichtinvasiv.

Nach der Bildgebung wird eine Lokalanästhesie verabreicht, wobei 1 % Lidocain mit Adrenalin durch tiefe Hautinfiltration verwendet wird. Die Läsion wird nach routinemäßiger aseptischer Technik vorbereitet und gereinigt. Die chirurgische Entfernung des Tumors wird mit der Standard-Mohs-Technik durchgeführt. Es wird ein regelmäßiges Foto des Wundbetts (und eines Lineals als Referenz) angefertigt. Für bildgebende Forschungszwecke wird kein zusätzliches Gewebe herausgeschnitten.

Die herausgeschnittene Tumorläsion wird dann einer standardmäßigen gefrorenen histopathologischen Mohs-Präparation mit Hämatoxylin- und Eosin-Färbung (H&E) unterzogen. Dr. Neel wird die histologischen Schnitte analysieren und das Vorhandensein und die Lage der restlichen Tumorzellen protokollieren. Er wird die von PERFIS generierten Bilder nicht für seine klinische Entscheidungsfindung verwenden. Nachdem durch histologische Untersuchung bestätigt wurde, dass die Exzisionsränder frei von Tumorzellen sind, wird das Standard-Post-Mohs-Protokoll durchgeführt.

Dies ist der erste Versuch am Menschen mit der PERFIS-Kollagenbildgebung zur Unterstützung der Tumorerkennung. Daher planen die Forscher, eine Reihe qualitativer Trainingsbilder zu erfassen, die auch einer quasi-quantitativen Analyse unterzogen werden können, wenn das Gerät potenziell wertvolle Informationen zur Lokalisierung des Tumors liefert. Vierzig Patienten (d. h. 40 Tumoren) werden präoperativ fotografiert, um Kollagenunregelmäßigkeiten oder -verzerrungen an der Operationsstelle zu beurteilen. Der Mohs-Chirurg markiert dann die Grenzen der Operationsstelle für die Exzision und macht ein Weißlichtbild dieser präoperativen Markierung.

Bei der histopathologischen Analyse der Tumorprobe nach der ersten Exzisionsphase der Mohs-Operation gibt es zwei mögliche Ergebnisse: Entweder sind die Tumorränder „klar“, was bedeutet, dass an den Grenzen der präoperativen Markierung des Chirurgen kein Tumor vorhanden ist, oder die Tumorränder sind „positiv“, was bedeutet, dass im gesamten oder einem Teil des Operationsrandes noch Tumor vorhanden ist. Der verbleibende Tumor kann topologisch in der ursprünglichen Tumorprobe lokalisiert werden, sodass er in einem weiteren Schritt der Mohs-Exzision entfernt werden kann.

Im ersten Fall „klarer“ Tumorränder war die präoperative Schätzung des Chirurgen ausreichend und der Mohs-Eingriff ist abgeschlossen. In dieser Situation werden PERFIS-Bilder der präoperativen Stelle über die digitalen Bilder der primären Markierungen des Chirurgen gelegt, um festzustellen, ob außerhalb der ursprünglichen Markierungen des Chirurgen eine Kollagenverzerrung vorlag. Das Vorhandensein einer Kollagenverzerrung über die ursprüngliche Markierung des Chirurgen hinaus würde darauf hindeuten, dass PERFIS keinen Nutzen bei der Führung der präoperativen Markierung bietet, da PERFIS das Ausmaß der Tumorausbreitung an den Rändern überschätzen würde. Wenn die Kollagenverzerrung innerhalb der präoperativen Markierung des Chirurgen liegt, würde dies darauf hindeuten, dass PERFIS bei der Führung der präoperativen Markierung nützlich sein könnte.

Im zweiten Fall „positiver“ Tumorränder wird das PERFIS-Bild erneut vom Chirurgen über das digitale Bild der präoperativen Markierung gelegt. Wenn PERFIS eine Kollagenverzerrung im Bereich der Tumorpositivität erkennt, sodass die präoperative Markierung des Chirurgen geändert wird, um einen unauffälligeren Tumor einzuschließen und somit die Notwendigkeit einer zusätzlichen Exzision nach der histologischen Analyse zu verringern, wird die PERFIS-Analyse als erfolgreich eingestuft. PERFIS wäre in diesem Fall hilfreich bei der Führung der präoperativen Markierung.

Es kann Bereiche im PERFIS-Bild geben, die sowohl an „normalen“ Rändern als auch in Bereichen mit histologisch nachgewiesenem Tumor eine Verzerrung aufweisen. In diesem Fall wird PERFIS als Fehlschlag eingestuft, da zusätzliche, normale Haut verloren gehen würde, wenn sich der Chirurg bei der präoperativen Markierung und Exzision auf PERFIS-Bilder verlassen würde.

Am Ende der Studie werden die Aussagekraft der Bildergebnisse und ihre Anwendbarkeit auf die klinische Praxis sowie die Einschränkungen dieser subjektiven Bewertung diskutiert. Anhand eines Bildsatzes von 40 Fällen können die Forscher darlegen, ob weitere Forschung mit dieser Technologie vielversprechend ist und für einen Chirurgen bei der Abgrenzung präoperativer Ränder vor der Exzision von Nutzen wäre. Eine umfassendere, gründlichere quantitative Analyse wird auf die nächste Studien- und Entwicklungsphase verschoben.