Obrazowanie optyczne do przedoperacyjnego określenia nieczerniakowych raków skóry (PERFIS)

Celem badania jest ocena możliwości i skuteczności zastosowania urządzenia PERFIS do obrazowania metodą odbicia i fluorescencji ze wzmocnioną polaryzacją (patrz broszura dotycząca urządzenia) do wyznaczania marginesów nieczerniakowego raka skóry przed operacją. PERFIS to nieszkodliwe i nieinwazyjne urządzenie, które zostało wykorzystane do obrazowania tkanek biologicznych zarówno in vitro, jak i in vivo. W tym badaniu zostanie on wykorzystany do obrazowania nieczerniakowych zmian nowotworowych skóry przed operacją. Korzystanie z PERFIS nie wpłynie w żaden sposób na opiekę nad pacjentem ani na decyzje dotyczące leczenia. Do obrazowania nie zostanie użyta żadna dodatkowa tkanka.

Przed obrazowaniem zmiana pacjenta zostanie przygotowana i oczyszczona zgodnie z rutynową techniką aseptyczną. Na podstawie oględzin, główne i mniejsze osie guza zostaną zaznaczone dokładnie na widocznych brzegach guza, aby zapewnić bezstronne wycięcie guza. Do znakowania badacze użyją sterylnego niebieskiego pisaka, który nie będzie widoczny na obrazach z polaryzacją optyczną przy 440 nm. Po zaznaczeniu za pomocą linijki zostanie zmierzona długość głównej i mniejszej osi guza. Zostanie zrobione zdjęcie guza (i linijka jako skala odniesienia). Po pomiarze i sfotografowaniu zostanie wykonane zobrazowanie optyczne metodą spolaryzowanego odbicia za pomocą urządzenia PERFIS.

Fotografie urządzenia do obrazowania PERFIS przedstawiono w Broszurze urządzenia. Podczas obrazowania guz i otaczająca go skóra będą oświetlane monochromatycznym światłem ciągłym o niskim natężeniu z niekoherentnego źródła światła (lampa Xe-arc połączona z filtrami interferencyjnymi) o długości fali 440 nm, o gęstości mocy na skórze około 0,4 mW/cm2. Ta gęstość mocy jest znacznie poniżej standardowych progów bezpieczeństwa. Żadne inne długości fal ani gęstości mocy nie będą wykorzystywane w tym badaniu. Oświetlacz światła jest kontrolowany przez migawkę, która pozostaje zamknięta, z wyjątkiem sytuacji, gdy rejestracja obrazu jest sterowana przez użytkownika. Obrazowanie zostanie zainicjowane po umieszczeniu urządzenia PERFIS na powierzchni skóry pacjenta. Migawka otwiera się i zamyka automatycznie, aby ułatwić obrazowanie. Proces ten zapewnia, że ​​światło będzie przekazywane tylko na powierzchnię skóry, minimalizując w ten sposób ryzyko potencjalnej przypadkowej ekspozycji oka. Obrazowanie trwa zaledwie kilka minut i jest całkowicie nieinwazyjne.

Po obrazowaniu zostanie podane znieczulenie miejscowe z użyciem 1% lidokainy z epinefryną poprzez głęboką infiltrację skóry. Zmiana zostanie przygotowana i oczyszczona zgodnie z rutynową techniką aseptyczną. Chirurgiczne wycięcie guza zostanie wykonane przy użyciu standardowej techniki Mohsa. Zostanie zrobione zwykłe zdjęcie łożyska rany (i linijka jako punkt odniesienia). Żadna dodatkowa tkanka nie zostanie wycięta do celów obrazowania badawczego.

Wycięta zmiana guza zostanie następnie poddana standardowemu zamrożonemu preparatowi histopatologicznemu Mohsa z barwieniem hematoksyliną i eozyną (H&E). Dr Neel przeanalizuje preparaty histologiczne i zapisze obecność i lokalizację resztkowych komórek nowotworowych. Nie będzie wykorzystywać obrazów generowanych przez PERFIS do podejmowania decyzji klinicznych. Po potwierdzeniu, że marginesy wycięcia są wolne od komórek nowotworowych przez ocenę histologiczną, zostanie wykonany standardowy protokół post-Mohsa.

Jest to pierwsza próba obrazowania kolagenu PERFIS na ludziach, która ma pomóc w wykrywaniu guza. Dlatego badacze planują pozyskanie zestawu jakościowych obrazów treningowych, które można również poddać analizie quasi-ilościowej, jeśli urządzenie dostarczy potencjalnie cennych informacji do lokalizacji guza. Czterdziestu pacjentów (tj. 40 guzów) zostaną zobrazowane przed operacją w celu oceny nieregularności lub zniekształcenia kolagenu w miejscu operacyjnym. Chirurg Mohsa zaznaczy następnie granice miejsca operacji do wycięcia i uchwyci obraz tego przedoperacyjnego oznaczenia w świetle białym.

Istnieją dwa możliwe wyniki analizy histopatologicznej próbki guza po pierwszym etapie wycięcia operacji Mohsa: albo marginesy guza są „czyste”, co oznacza, że ​​nie ma guza na granicach zaznaczonych przez chirurga przed operacją, albo marginesy guza są „dodatnie”, co oznacza, że ​​cały lub część marginesu chirurgicznego nadal zawiera guz. Guz resztkowy można zlokalizować topologicznie w stosunku do pierwotnej próbki guza, aby można go było usunąć podczas dodatkowego etapu wycięcia Mohsa.

W pierwszym przypadku „czystych” brzegów guza wystarczyła przedoperacyjna ocena chirurga i procedura Mohsa została zakończona. W takiej sytuacji obrazy miejsca przed operacją wykonane przez PERFIS zostaną nałożone na obrazy cyfrowe głównych oznaczeń chirurga w celu określenia, czy zniekształcenie kolagenu było obecne poza oryginalnymi oznaczeniami chirurga. Obecność zniekształcenia kolagenu poza pierwotnym oznaczeniem chirurga wskazywałaby, że PERFIS nie jest użyteczny w prowadzeniu znakowania przedoperacyjnego, ponieważ PERFIS przeszacowałby zasięg rozprzestrzeniania się guza na brzegach. Jeśli zniekształcenie kolagenu mieści się w obrębie oznaczenia przedoperacyjnego chirurga, oznaczałoby to, że PERFIS może być przydatny w prowadzeniu znakowania przedoperacyjnego.

W drugim przypadku „dodatnich” brzegów guza obraz PERFIS zostanie ponownie nałożony na cyfrowy obraz oznaczenia przedoperacyjnego wykonanego przez chirurga. Jeśli PERFIS wykryje zniekształcenie kolagenu w obszarze dodatniego guza, tak że przedoperacyjne oznaczenie dokonane przez chirurga zostanie zmienione w celu uwzględnienia bardziej niepozornego guza, a tym samym zmniejszy potrzebę dodatkowego wycięcia po analizie histologicznej, wówczas analiza PERFIS zostanie oceniona jako pomyślna. W tym przypadku PERFIS byłby użyteczny w prowadzeniu znakowania przedoperacyjnego.

Na obrazie PERFIS mogą występować obszary wykazujące zniekształcenia zarówno w „normalnych” marginesach, jak iw obszarach z potwierdzonym histologicznie guzem. W takim przypadku PERFIS zostanie oceniony jako niepowodzenie, ponieważ dodatkowa, normalna skóra zostałaby poświęcona, gdyby chirurg polegał na obrazach PERFIS podczas przedoperacyjnego oznaczania i wycinania.

Na zakończenie badania zostanie omówiona istotność wyników obrazowych i ich przydatność w praktyce klinicznej, wraz z ograniczeniami tej subiektywnej oceny. Dysponując zestawem obrazów obejmującym 40 przypadków, badacze będą mogli przedstawić argument, czy dalsze badania z wykorzystaniem tej technologii są obiecujące i czy byłyby korzystne dla chirurga w wyznaczaniu przedoperacyjnych marginesów przed wycięciem. Większa, dokładniejsza analiza ilościowa zostanie przełożona na następną fazę badań i rozwoju.