Combinazione di microscopia confocale a riflettanza con tomografia a coerenza ottica per la diagnosi non invasiva dei tumori della pelle tramite acquisizione di immagini

Summary

Qui, descriviamo i protocolli per l’acquisizione di immagini di buona qualità utilizzando nuovi dispositivi di imaging non invasivi di microscopia confocale a riflettanza (RCM) e tomografia combinata RCM e a coerenza ottica (OCT). Inoltre, familiarizziamo i medici con le loro applicazioni cliniche in modo che possano integrare le tecniche nei normali flussi di lavoro clinici per migliorare l’assistenza ai pazienti.

Abstract

Il cancro della pelle è uno dei tumori più comuni in tutto il mondo. La diagnosi si basa sull’ispezione visiva e sulla dermatoscopia seguita da una biopsia per la conferma istopatologica. Mentre la sensibilità della dermatoscopia è elevata, la minore specificità si traduce nel 70% -80% delle biopsie diagnosticate come lesioni benigne in istopatologia (falsi positivi alla dermatoscopia).

La microscopia confocale a riflettanza (RCM) e la tomografia a coerenza ottica (OCT) possono guidare in modo non invasivo la diagnosi dei tumori della pelle. RCM visualizza la morfologia cellulare negli strati en-face . Ha raddoppiato la specificità diagnostica per il melanoma e i tumori cutanei cheratinocitici pigmentati rispetto alla dermatoscopia, dimezzando il numero di biopsie di lesioni benigne. RCM ha acquisito i codici di fatturazione negli Stati Uniti e ora viene integrato nelle cliniche.

Tuttavia, limitazioni come la profondità ridotta (~ 200 μm) dell’imaging, lo scarso contrasto per le lesioni cutanee non pigmentate e l’imaging negli strati facciali si traducono in una specificità relativamente inferiore per il rilevamento del carcinoma basocellulare non pigmentato (BCC) – BCC superficiali contigui allo strato cellulare basale e BCC infiltrativi più profondi. Al contrario, l’OCT manca di risoluzione cellulare, ma visualizza il tessuto su piani verticali fino a una profondità di ~ 1 mm, il che consente il rilevamento di sottotipi sia superficiali che più profondi di BCC. Pertanto, entrambe le tecniche sono essenzialmente complementari.

Un dispositivo combinato RCM-OCT “multimodale” visualizza simultaneamente le lesioni cutanee sia in modalità viso che verticale. È utile per la diagnosi e la gestione dei BCC (trattamento non chirurgico per BCC superficiali vs. trattamento chirurgico per lesioni più profonde). Un netto miglioramento della specificità si ottiene per rilevare piccoli BCC non pigmentati rispetto al solo RCM. I dispositivi RCM e RCM-OCT stanno portando un importante cambiamento di paradigma nella diagnosi e nella gestione dei tumori della pelle; Tuttavia, il loro uso è attualmente limitato ai centri di assistenza terziaria accademica e ad alcune cliniche private. Questo documento familiarizza i medici con questi dispositivi e le loro applicazioni, affrontando le barriere traslazionali nel flusso di lavoro clinico di routine.

Introduction

Tradizionalmente, la diagnosi di cancro della pelle si basa sull’ispezione visiva della lesione seguita da uno sguardo più attento alle lesioni sospette utilizzando una lente d’ingrandimento chiamata dermatoscopio. Un dermatoscopio fornisce informazioni sul sottosuolo che aumentano la sensibilità e la specificità rispetto a quelle dell’ispezione visiva per la diagnosi di tumori della pelle ^1,2. Tuttavia, la dermatoscopia manca di dettagli cellulari, portando spesso a una biopsia per la conferma istopatologica. La specificità bassa e variabile (dal 67% al 97%) della dermatoscopia³ si traduce in falsi positivi e biopsie che risultano mostrare lesioni benigne sulla patologia. Una biopsia non è solo una procedura invasiva che provoca sanguinamento e dolore⁴, ma è anche altamente indesiderabile su regioni esteticamente sensibili come il viso a causa di cicatrici.

Per migliorare la cura del paziente superando i limiti esistenti, vengono esplorati molti dispositivi di imaging in vivo non invasivi 5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18 . I dispositivi RCM e OCT sono i due principali dispositivi ottici non invasivi utilizzati per diagnosticare le lesioni cutanee, in particolare i tumori della pelle. RCM ha acquisito i codici di fatturazione CPT (Current Procedural Terminology) negli Stati Uniti e viene sempre più utilizzato nei centri di assistenza terziaria accademica e in alcune cliniche private ^7,8,19. RCM immagini lesioni a risoluzione quasi istologica (cellulare). Tuttavia, le immagini sono nel piano en-face (visualizzazione di uno strato di pelle alla volta) e la profondità dell’imaging è limitata a ~ 200 μm, sufficiente per raggiungere solo il derma superficiale (papillare). L’imaging RCM si basa sul contrasto di riflettanza di varie strutture della pelle. La melanina conferisce il massimo contrasto, rendendo le lesioni pigmentate luminose e più facili da diagnosticare. Pertanto, RCM combinato con dermatoscopia ha migliorato significativamente la diagnosi (sensibilità del 90% e specificità dell’82%) rispetto alla dermatoscopia delle lesioni pigmentate, incluso il melanoma²⁰. Tuttavia, a causa della mancanza di contrasto di melanina nelle lesioni rosa, specialmente per i BCC, RCM ha una specificità inferiore (37,5%-75,5%)²¹. Un dispositivo OCT convenzionale, un altro dispositivo non invasivo comunemente usato, visualizza le lesioni fino a 1 mm di profondità all’interno della pelle e le visualizza su un piano verticale (simile all’istopatologia)⁹. Tuttavia, l’OCT manca di risoluzione cellulare. L’OCT viene utilizzato principalmente per diagnosticare le lesioni cheratinocitarie, in particolare i BCC, ma ha ancora una specificità inferiore⁹.

Pertanto, per superare i limiti esistenti di questi dispositivi, è stato costruito un dispositivo RCM-OCT multimodale²². Questo dispositivo incorpora RCM e OCT all’interno di un’unica sonda di imaging portatile, consentendo l’acquisizione simultanea di immagini RCM en-face co-registrate e immagini OCT verticali della lesione. OCT fornisce dettagli architettonici delle lesioni e può visualizzare più in profondità (fino a una profondità di ~ 1 mm) all’interno della pelle. Ha anche un campo visivo (FOV) più ampio di ~ 2 mm²² rispetto al dispositivo RCM portatile (~ 0,75 mm x 0,75 mm). Le immagini RCM vengono utilizzate per fornire dettagli cellulari della lesione identificata sull’OCT. Questo prototipo non è ancora commercializzato e viene utilizzato come dispositivo sperimentale nelle cliniche^23,24,25.

Nonostante il loro successo nel migliorare la diagnosi e la gestione dei tumori della pelle (come supportato dalla letteratura), questi dispositivi non sono ancora ampiamente utilizzati nelle cliniche. Ciò è dovuto principalmente alla scarsità di esperti in grado di leggere queste immagini, ma è anche dovuto alla mancanza di tecnici addestrati in grado di acquisire immagini di qualità diagnostica in modo efficiente (entro un lasso di tempo clinico) al letto⁸. In questo manoscritto, l’obiettivo è quello di facilitare la consapevolezza e l’eventuale adozione di questi dispositivi nelle cliniche. Per raggiungere questo obiettivo, familiarizziamo dermatologi, dermatopatologi e chirurghi di Mohs con immagini di tumori della pelle e della pelle normali acquisiti con i dispositivi RCM e RCM-OCT. Descriveremo anche in dettaglio l’utilità di ciascun dispositivo per la diagnosi dei tumori della pelle. Ancora più importante, l’obiettivo di questo manoscritto è quello di fornire una guida passo-passo per l’acquisizione di immagini utilizzando questi dispositivi, che garantirà immagini di buona qualità per uso clinico.

Protocol

Tutti i protocolli descritti di seguito seguono le linee guida del comitato etico istituzionale per la ricerca umana. 1. Dispositivo RCM e protocollo di imaging NOTA: sono disponibili in commercio due dispositivi RCM in vivo : RCM A SONDA LARGA (WP-RCM) e RCM PALMARE (HH-RCM). Il WP-RCM viene fornito con un dermatoscopio digitale. Questi due dispositivi sono disponibili separatamente o come unità combinata. Di seguito sono riportati i protoc…

Representative Results

Microscopia confocale a riflettanza (RCM)Interpretazione delle immagini su RCM:Le immagini RCM vengono interpretate in modo da imitare la valutazione dei vetrini istopatologici. I mosaici vengono valutati prima per ottenere i dettagli architettonici complessivi e identificare le aree di interesse, simile alla valutazione delle sezioni istologiche sull’ingrandimento a scansione (2x). Questo è seguito dallo zoom sul mosaico per la valutazione dei dettagli cellulari, simile alla va…

Discussion

In questo articolo sono stati descritti i protocolli per l’acquisizione di immagini utilizzando dispositivi RCM e RCM-OCT in vivo . Attualmente sono disponibili in commercio due dispositivi RCM: un dispositivo WP-RCM (WP-RCM) montato su larga sonda o su braccio e un dispositivo RCM PALMARE (HH-RCM). È fondamentale capire quando utilizzare questi dispositivi in ambito clinico. Il tipo e la posizione del cancro sono i principali fattori che determinano la selezione del dispositivo.

Il …

Materials

Crystal Plus 500FG mineral oil	STE Oil Company, Inc.		A food grade, high viscous mineral oil used with our various devices during in vivo imaging.
RCM-OCT	Physical Science Inc.	–	A “multi-modal” combined RCM-OCT device simultaneously images skin lesions in both horizonal and vertical modes.
Vivascope 1500	Caliber I.D.	–	A wide-probe RCM (WP-RCM) device that attaches to the skin to campture in vivo devices.
Vivascope 3000	Caliber I.D.	–	A hand-held RCM (HH-RCM) device that is moved across the skin to capture in vivo images.