Combinación de microscopía confocal de reflectancia con tomografía de coherencia óptica para el diagnóstico no invasivo de cánceres de piel mediante la adquisición de imágenes

Summary

Aquí, describimos protocolos para adquirir imágenes de buena calidad utilizando dispositivos de imagen novedosos y no invasivos de microscopía confocal de reflectancia (RCM) y RCM combinada y tomografía de coherencia óptica (OCT). También familiarizamos a los médicos con sus aplicaciones clínicas para que puedan integrar las técnicas en los flujos de trabajo clínicos regulares para mejorar la atención al paciente.

Abstract

El cáncer de piel es uno de los cánceres más comunes en todo el mundo. El diagnóstico se basa en la inspección visual y la dermatoscopia seguida de una biopsia para la confirmación histopatológica. Si bien la sensibilidad de la dermatoscopia es alta, la menor especificidad da como resultado que el 70%-80% de las biopsias se diagnostiquen como lesiones benignas en histopatología (falsos positivos en la dermatoscopia).

La microscopía confocal de reflectancia (MCR) y la tomografía de coherencia óptica (OCT) pueden guiar de forma no invasiva el diagnóstico de los cánceres de piel. RCM visualiza la morfología celular en capas en-face . Ha duplicado la especificidad diagnóstica para el melanoma y los cánceres de piel queratinocíticos pigmentados sobre la dermatoscopia, reduciendo a la mitad el número de biopsias de lesiones benignas. RCM adquirió códigos de facturación en los Estados Unidos y ahora se está integrando en las clínicas.

Sin embargo, las limitaciones como la poca profundidad (~ 200 μm) de las imágenes, el contraste deficiente para las lesiones cutáneas no pigmentadas y las imágenes en las capas de la cara dan como resultado una especificidad relativamente menor para la detección del carcinoma de células basales (BCC) no pigmentado: BCC superficiales contiguos a la capa de células basales y BCC infiltrativos más profundos. En contraste, OCT carece de resolución celular, pero toma imágenes del tejido en planos verticales hasta una profundidad de ~ 1 mm, lo que permite la detección de subtipos superficiales y más profundos de BCC. Por lo tanto, ambas técnicas son esencialmente complementarias.

Un dispositivo RCM-OCT combinado “multimodal” toma imágenes simultáneas de lesiones cutáneas tanto en modo frontal como vertical. Es útil para el diagnóstico y manejo de los CCB (tratamiento no quirúrgico para los CCB superficiales frente al tratamiento quirúrgico para las lesiones más profundas). Se obtiene una mejora marcada en la especificidad para detectar CCB pequeños y no pigmentados sobre la MCR sola. Los dispositivos RCM y RCM-OCT están aportando un importante cambio de paradigma en el diagnóstico y tratamiento de los cánceres de piel; Sin embargo, su uso se limita actualmente a centros académicos de atención terciaria y algunas clínicas privadas. Este documento familiariza a los médicos con estos dispositivos y sus aplicaciones, abordando las barreras traslacionales en el flujo de trabajo clínico de rutina.

Introduction

Tradicionalmente, el diagnóstico de cáncer de piel se basa en la inspección visual de la lesión seguida de una mirada más cercana a las lesiones sospechosas utilizando una lupa llamada dermatoscopio. Un dermatoscopio proporciona información subsuperficial que aumenta la sensibilidad y la especificidad sobre la inspección visual para el diagnóstico de cánceres de piel ^1,2. Sin embargo, la dermatoscopia carece de detalles celulares, lo que a menudo conduce a una biopsia para confirmación histopatológica. La especificidad baja y variable (67% a 97%) de la dermatoscopia³ da lugar a falsos positivos y biopsias que resultan mostrar lesiones benignas en la patología. Una biopsia no solo es un procedimiento invasivo que causa sangrado y dolor⁴, sino que también es altamente indeseable en regiones cosméticamente sensibles como la cara debido a la cicatrización.

Para mejorar la atención al paciente superando las limitaciones existentes, se están explorando muchos dispositivos de imagen in vivo no invasivos^{5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18} . Los dispositivos RCM y OCT son los dos principales dispositivos ópticos no invasivos que se utilizan para diagnosticar lesiones cutáneas, especialmente cánceres de piel. RCM ha adquirido códigos de facturación de Terminología Procesal Actual (CPT) en los Estados Unidos y se está utilizando cada vez más en centros académicos de atención terciaria y algunas clínicas privadas ^7,8,19. RCM imágenes de lesiones a resolución casi histológica (celular). Sin embargo, las imágenes están en el plano de la cara (visualización de una capa de piel a la vez), y la profundidad de la imagen se limita a ~ 200 μm, suficiente para llegar a la dermis superficial (papilar) solamente. Las imágenes de RCM se basan en el contraste de reflectancia de varias estructuras en la piel. La melanina imparte el mayor contraste, lo que hace que las lesiones pigmentadas sean brillantes y fáciles de diagnosticar. Por lo tanto, la MCR combinada con la dermatoscopia ha mejorado significativamente el diagnóstico (sensibilidad del 90% y especificidad del 82%) sobre la dermatoscopia de lesiones pigmentadas, incluido el melanoma²⁰. Sin embargo, debido a la falta de contraste de melanina en las lesiones rosadas, especialmente para los CCB, la MCR tiene menor especificidad (37,5%-75,5%)²¹. Un dispositivo OCT convencional, otro dispositivo no invasivo de uso común, toma imágenes de lesiones de hasta 1 mm de profundidad dentro de la piel y las visualiza en un plano vertical (similar a la histopatología)⁹. Sin embargo, OCT carece de resolución celular. La OCT se utiliza principalmente para el diagnóstico de lesiones queratinocíticas, especialmente BCC, pero todavía tiene menor especificidad⁹.

Así, para superar las limitaciones existentes de estos dispositivos, se ha construido un dispositivo RCM-OCT multimodal²². Este dispositivo incorpora RCM y OCT dentro de una sola sonda de imagen portátil, lo que permite la adquisición simultánea de imágenes RCM en la cara co-registradas e imágenes OCT verticales de la lesión. OCT proporciona detalles arquitectónicos de las lesiones y puede obtener imágenes más profundas (hasta una profundidad de ~ 1 mm) dentro de la piel. También tiene un campo de visión (FOV) más grande de ~ 2 mm²² en comparación con el dispositivo RCM portátil (~ 0.75 mm x 0.75 mm). Las imágenes de MCR se utilizan para proporcionar detalles celulares de la lesión identificada en la OCT. Este prototipo aún no está comercializado y está siendo utilizado como dispositivo de investigación en clínicas^23,24,25.

A pesar de su éxito en la mejora del diagnóstico y el tratamiento de los cánceres de piel (como lo respalda la literatura), estos dispositivos aún no se utilizan ampliamente en las clínicas. Esto se debe principalmente a la escasez de expertos que puedan leer estas imágenes, pero también se debe a la falta de técnicos capacitados que puedan adquirir imágenes de calidad diagnóstica de manera eficiente (dentro de un marco de tiempo clínico) al lado de la cama⁸. En este manuscrito, el objetivo es facilitar el conocimiento y la eventual adopción de estos dispositivos en las clínicas. Para lograr este objetivo, familiarizamos a dermatólogos, dermatopatólogos y cirujanos de Mohs con imágenes de cáncer de piel y piel normales adquiridas con los dispositivos RCM y RCM-OCT. También detallaremos la utilidad de cada dispositivo para el diagnóstico de cánceres de piel. Lo más importante es que el enfoque de este manuscrito es proporcionar una guía paso a paso para la adquisición de imágenes utilizando estos dispositivos, lo que garantizará imágenes de buena calidad para uso clínico.

Protocol

Todos los protocolos descritos a continuación siguen las directrices del comité institucional de ética en investigación humana. 1. Dispositivo RCM y protocolo de imágenes NOTA: Hay dos dispositivos RCM in vivo disponibles comercialmente: RCM de sonda ancha (WP-RCM) y RCM portátil (HH-RCM). El WP-RCM viene integrado con un dermatoscopio digital. Estos dos dispositivos están disponibles por separado o como una unidad combinada. A continu…

Representative Results

Microscopía confocal de reflectancia (RCM)Interpretación de imágenes en RCM:Las imágenes del MCR se interpretan de una manera que imita la evaluación de los portaobjetos histopatológicos. Los mosaicos se evalúan primero para obtener el detalle arquitectónico general e identificar áreas de preocupación, similar a la evaluación de las secciones de histología en la ampliación del escaneo (2x). Esto es seguido por el zoom en el mosaico para la evaluación de los detalles…

Discussion

En este artículo, hemos descrito protocolos para la adquisición de imágenes utilizando dispositivos RCM y RCM-OCT in vivo . Actualmente, hay dos dispositivos RCM disponibles comercialmente: un dispositivo RCM de sonda ancha o montado en el brazo (WP-RCM) y un dispositivo RCM portátil (HH-RCM). Es crucial entender cuándo usar estos dispositivos en entornos clínicos. El tipo de cáncer y la ubicación son los principales factores que determinan la selección del dispositivo.

El di…

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.