Optisk bildebehandling for preoperativ avgrensning av ikke-melanom hudkreft (PERFIS)

Hensikten med studien er å evaluere evnen og effekten av å bruke en polarisasjonsforsterket reflektans- og fluorescensavbildningsenhet, PERFIS, (se enhetsbrosjyren) for avgrensning av hudkreftmarginer som ikke er melanom før operasjon. PERFIS er en ufarlig og ikke-invasiv enhet som har blitt brukt til å avbilde biologisk vev både in vitro og in vivo. I denne studien vil den bli brukt til å avbilde ikke-melanom hudkreftlesjoner før kirurgi. Bruken av PERFIS vil ikke påvirke pasientbehandling eller behandlingsbeslutninger på noen måte. Ingen ekstra vev vil bli brukt til bildediagnostikk.

Før avbildning vil pasientens lesjon forberedes og renses i henhold til rutinemessig aseptisk teknikk. Basert på visuell inspeksjon, vil hoved- og mindreaksene til svulsten merkes nøyaktig ved de tilsynelatende tumormarginene, for å sikre objektiv utskjæring av svulsten. For merking vil etterforskerne bruke en steril blå markeringspenn som ikke vil bli visualisert i de optiske polarisasjonsbildene ved 440 nm. Etter merking vil lengden på svulstens hoved- og mindreakser bli målt ved hjelp av en linjal. Et fotografi av svulsten (og linjal som referanseskala) vil bli tatt. Etter måling og fotografering vil optisk polarisert reflektansavbildning ved bruk av PERFIS-enheten utføres.

Fotografier av PERFIS-bildeenheten er presentert i enhetsbrosjyren. Under bildebehandling vil svulsten og huden rundt bli opplyst av et kontinuerlig lavintensitets monokromatisk lys fra en ikke-koherent lyskilde (Xe-arc-lampe kombinert med interferensfiltre) ved bølgelengden 440 nm, med en effekttetthet på huden på omtrent 0,4 mW/cm2. Denne effekttettheten er godt under standard sikkerhetsterskler. Ingen andre bølgelengder eller effekttettheter vil bli brukt i denne studien. Lysbelysningsinstrumentet styres av en lukker som forblir lukket bortsett fra under brukerkontrollert bildeopptak. Bildebehandling vil bli initiert når PERFIS-enheten er plassert på overflaten av pasientens hud. Lukkeren åpnes og lukkes automatisk for å lette bildebehandlingen. Denne prosessen sikrer at lys sendes bare til overflaten av huden, og minimerer dermed risikoen for potensiell utilsiktet øyeeksponering. Bildebehandling krever bare noen få minutter og er fullstendig ikke-invasiv.

Etter avbildning vil lokalbedøvelse gis ved bruk av 1 % lidokain med epinefrin ved dyp dermal infiltrasjon. Lesjonen vil bli klargjort og renset i henhold til rutinemessig aseptisk teknikk. Kirurgisk eksisjon av svulsten vil bli utført ved bruk av standard Mohs-teknikk. Et vanlig bilde av sårbunnen (og linjal som referanse) vil bli tatt. Ingen ekstra vev vil bli skåret ut for forskningsavbildningsformål.

Den utskårne tumorlesjonen vil deretter gjennomgå standard Mohs frossen histopatologisk preparat med Hematoxylin og Eosin (H&E) farging. Dr. Neel vil analysere de histologiske lysbildene og registrere tilstedeværelse og plassering av gjenværende tumorceller. Han vil ikke bruke bildene generert av PERFIS for sin kliniske beslutningstaking. Etter å ha bekreftet at eksisjonsmarginene er fri for tumorceller ved histologisk evaluering, vil standard post-Mohs-protokoll bli utført.

Dette er den første in-human-studien av PERFIS kollagenavbildning for å hjelpe til med tumordeteksjon. Derfor planlegger etterforskerne å anskaffe et sett med kvalitative treningsbilder som også kan bli gjenstand for en kvasi-kvantitativ analyse hvis enheten gir potensielt verdifull informasjon for lokalisering av svulst. Førti pasienter (dvs. 40 svulster) vil bli avbildet preoperativt for å vurdere kollagenuregelmessighet eller forvrengning på operasjonsstedet. Mohs-kirurgen vil deretter markere grensene for operasjonsstedet for eksisjon og et hvitt lysbilde av denne pre-kirurgiske markeringen vil bli fanget.

Det er to mulige utfall under histopatologisk analyse av tumorprøven etter det første eksisjonsstadiet av Mohs-kirurgi: enten er tumormarginene "klare", noe som betyr at ingen tumor er tilstede ved grensene til kirurgens pre-kirurgiske markering, eller tumormarginene er "positive", noe som betyr at hele eller deler av den kirurgiske marginen fortsatt har svulst tilstede. Resterende svulst kan lokaliseres topologisk til den opprinnelige tumorprøven, slik at den kan fjernes under et ekstra stadium av Mohs-eksisjon.

I det første tilfellet med "klare" tumormarginer var kirurgens pre-kirurgiske estimat tilstrekkelig og Mohs-prosedyren er fullført. I denne situasjonen vil PERFIS-bilder av det pre-kirurgiske stedet legges over de digitale bildene av kirurgens primære markeringer for å avgjøre om kollagenforvrengning var tilstede utenfor kirurgens originale markeringer. Tilstedeværelsen av kollagenforvrengning utover kirurgens opprinnelige markering vil indikere at PERFIS ikke gir nytte til å veilede pre-kirurgisk merking, siden PERFIS ville overvurdere omfanget av tumorspredning i kantene. Hvis kollagenforvrengning ligger innenfor den pre-kirurgiske markeringen til kirurgen, vil dette indikere at PERFIS kan være nyttig for å veilede pre-kirurgisk markering.

I det andre tilfellet med "positive" tumormarginer, vil PERFIS-bildet igjen legges over det digitale bildet av den pre-kirurgiske markeringen av kirurgen. Hvis PERFIS oppdager kollagenforvrengning i området med tumorpositivitet, slik at kirurgens pre-kirurgiske markering vil bli endret til å inkludere mer iøynefallende tumor, og dermed redusere behovet for ytterligere eksisjon etter histologisk analyse, vil PERFIS-analysen bli gradert som vellykket. PERFIS vil gi nytte for å veilede pre-kirurgisk merking i dette tilfellet.

Det kan være områder av PERFIS-bildet som viser forvrengning i både "normale" marginer og i områder med histologisk påvist svulst. I dette tilfellet vil PERFIS bli vurdert som en feil siden ekstra, normal hud ville bli ofret hvis kirurgen stolte på PERFIS-bilder for pre-kirurgisk markering og eksisjon.

Ved avslutningen av studien vil meningsfullheten til bilderesultatene og deres anvendelighet til klinisk praksis bli diskutert, sammen med begrensningene ved denne subjektive evalueringen. Med et bildesett på 40 tilfeller vil etterforskerne kunne presentere et argument om videre forskning med denne teknologien er lovende og vil være til nytte for en kirurg for å avgrense pre-kirurgiske marginer før eksisjon. En større og grundigere kvantitativ analyse vil bli utsatt til neste fase av studie og utvikling.