De la Clinica Urologică și Policlinica din
De la Clinica și policlinica urologică a Universității Ludwig Maximilians din München Director: Prof. Dr. med. Christian Stief Aplicarea tomografiei de coerență optică în diagnosticul tumorilor vezicii urinare Disertație pentru obținerea unui doctorat în medicină la Facultatea de Medicină a Universității Ludwig Maximilians din München prezentată de: Eva Willmann din Trier 2010
Cu aprobarea Facultății de Medicină a Universității din München Raportor: Prof. Dr. med. Christian Stief Coraportor: Priv. Doza. Thomas Meindl Co-supraveghere de către angajatul doctor: Priv. Doza. A. Karl, Dr. H. Stepp Dean: Prof. Dr. med. Dr. h.c. M. Reiser, FACR, FRCR Ziua examinării orale: 25.11.2010
Cuprins I 1 Introducere 1 1.1 Carcinom vezical 1 1.1.1 Epidemiologie 1 1.1.2 Etiologie și factori de risc 1 1.1.2.1 Produse chimice 1 1.1.2.2 Alimente de lux 2 1.1.2.3 Infecții cronice ale tractului urinar 2 1.1.2.4 Medicamente 3 1.1.2.5 Alți factori de risc 3 1.1. 3 Patogenie și clasificare 3 1.1.3.1 Clasificare TNM 4 1.1.3.2 Clasificare/clasificare OMS 6 1.1.4 Simptome 7 1.1.5 Diagnostic 8 1.1.6 Terapie 9 1.1.7 Comportament de recădere și progresie 11 1.2 Diagnostic fotodinamic (PDD) 12 1.2 .1 Noțiuni de bază 12 1.2.2 Date clinice 13 1.3 Tomografie cu coerență optică (OCT) 14 1.3.1 Principiu 14 1.3.2 Date clinice 17 1.4 Scopul lucrării 18 2 Material și metode 19 2.1 Pacienți 19 2.2 Procesul de examinare 20 2.2.1 Pregătirea pentru cistoscopie 20 2.2.2 Cistoscopie de diagnostic 20
Cuprins II 2.2.3 OCT 20 2.2.4 Biopsie 21 2.2.5 Evaluare 21 2.2.5.1 Calculul sensibilității și specificității 22 2.2.5.2 Calculul valorii predictive pozitive și negative 23 2.2.6 Structura tehnică 24 2.3 Tomografie cu coerență optică (OCT) 25 3 Rezultate 27 3.1 Colectiv pacient 27 3.2 Localizare, morfologie și histologie 28 3.2.1 Localizare și morfologie 28 3.2.2 Rezultate histologice 30 3.3 Rezultate: lumină albă și cistoscopie fluorescentă 31 3.4 Rezultate: examinări OCT 33 3.4.1 Imagini OCT ale țesutului normal al vezicii urinare 34 3.4 .2 Imagini OCT cu modificări inflamatorii 36 3.4.3 Reprezentarea OCT în carcinomul urotelial 37 3.5 Corelarea metodelor de diagnostic 39 3.5.1 Compararea histologiei și OCT 39 3.5.2 Sensibilitatea/specificitatea fluorescenței și a endoscopiei cu lumină albă 43 3.5.3 Compararea OCT cu cistoscopia fluorescentă 44 4 Discuție 46 4.1 Semnificația OCT 46 4.1.1 Concluzie din rezultatele colectate 46 4.1.2 Comparație: rezultate proprii și Lite rezultate rare 50 4.1.3 Practicitatea OCT 53 4.1.4 Obținerea de informații prin OCT 55
Cuprins III 5 Rezumat 58 6 Bibliografie 60 7 Curriculum Vitae 65 8 Mulțumiri 67
Introducere 4 foarte rar cu mai puțin de 1%. Tumorile vezicale mezenchimale pot fi de natură benignă (leiomiom, fibrom, hemangiom) sau maligne (leiomiosarcom, fibrosarcom, rabdomiosarcom). 1.1.3.1 Clasificarea TNM Sistemul cel mai utilizat și recunoscut la nivel mondial pentru clasificarea tumorilor vezicii urinare este sistemul TNM al Uniunii Internaționale Contra Cancerului (UICC) din 2002. Spre deosebire de sistemul din 1997, include și infiltrarea peretelui vezicii urinare (T2a, T2b). Sistemul TNM evaluează dimensiunea și întinderea tumorii primare (T), starea ganglionilor limfatici (N) și metastazele îndepărtate (M). T tumora primară TX T0 tumora primară nu poate fi evaluată nu există dovezi ale tumorii primare Ta Tis carcinom papilar neinvaziv carcinom in situ (tumoră plană) T1 T2 tumora se infiltrează țesutul conjunctiv subepitelial tumora se infiltrează mușchii vezicii urinare T2a T2b tumora se infiltrează mușchii superficiali (jumătatea interioară) tumora se infiltrează în mușchii superficiali (jumătate exterioară) tumora T3 se infiltrează în țesutul perivesical T3a T3b microscopic macroscopic T4 tumora se infiltrează în organele vecine T4a T4b tumora se infiltrează prostata, uterul sau vaginul se infiltrează în peretele pelvian sau peretele abdominal
Introducere 5 N- Implicarea ganglionilor limfatici NX N0 N1 Ganglionii limfatici regionali nu pot fi evaluați Nu există metastaze ale ganglionilor regionali Metastaze în ganglionii limfatici solitari, 2 cm sau mai puțin în cea mai mare măsură N2 N3 Metastaze în ganglionii limfatici solitari mai mari de 2 cm, dar nu mai mult de 5 cm în cea mai mare măsură, sau în mai mulți ganglioni limfatici, nu mai mult de 5 cm în extensie, metastaze în ganglioni limfatici, mai mult de 5 cm în cea mai mare măsură M- Metastaze la distanță MX M0 M1 Nu poate fi evaluată prezența metastazelor la distanță Fără metastaze la distanță Metastaze la distanță Figura 1: Stadializarea T a tumorilor vezicii urinare (mod. conform Dt . Ärzteblatt)
Introducere 15 a sonografiei. Structura de bază a unui dispozitiv OCT este prezentată în Figura 3 de mai jos. Distribuitor de fascicul LQ pentru brațul de referință Detector de braț pentru probă Figura 3: Structură de bază OCT constând din sursă de lumină, separator de fascicul, oglindă, probă și detector Elementul central al unui dispozitiv OCT este un interferometru Michelson. Componentele cheie pentru aceasta sunt o sursă de lumină cu o lungime de coerență scurtă (în intervalul de 10 µm), un separator de fascicul de fibră optică și un detector. Lumina este împărțită în două trenuri de undă la separatorul de fascicul. În cursul următor, o parte lovește o oglindă reflectorizantă, cealaltă parte este îndreptată către obiectul care urmează să fie examinat cu ajutorul unei sonde OCT. Undele luminoase de la brațul de referință (reflectat de oglindă) și brațul eșantion (reflectat de obiect) sunt suprapuse de separatorul de fascicul. Semnalul de interferență rezultat ajunge în cele din urmă la detector și furnizează informații despre imagine pe baza diferitelor intensități de lumină reflectate. Datorită lungimii de coerență reduse a luminii utilizate, detectorul înregistrează un semnal de interferență exact atunci când eșantionul și brațele de referință sunt de aceeași lungime. Amplitudinea semnalului de interferență corespunde intensității retrodifuzării de la
Introducere 16 brațul eșantion de la exact adâncimea care corespunde lungimii brațului de referință. Mutarea oglinzii face ca proba să fie examinată pentru comportamentul său de retrodifuzare la o adâncime variabilă. Aplicarea amplitudinii de interferență înregistrată peste poziția oglinzii de referință (sau a adâncimii țesutului) reprezintă informația unidimensională a adâncimii luminii împrăștiate din țesut (A-Scan). Rezoluția laterală este determinată de diametrul fasciculului de lumină din țesut. Scanarea laterală are ca rezultat imagini secționale în adâncime bidimensională, care sunt denumite scanare B în mod analog sonografiei (a se vedea figura 4 de mai jos). Parametrii optici importanți sunt coeficientul de împrăștiere și absorbție și indicele de refracție al țesutului. B-Scan Scanare laterală 1 mm Figura 4: Reprezentarea unei B-Scan În OCT, se face distincția între două tehnici de bază: domeniul de timp OCT (TD-OCT) și domeniul Fourier OCT (FD-OCT). Dacă oglinda brațului de referință este deplasată și se generează o scanare în profunzime, aceasta se numește TD-OCT. Cu FD-OCT, se folosește un spectrometru în locul unui detector obișnuit. Aceasta permite scanarea A fără a muta oglinda de referință (vezi Figura 5a/b de mai jos).
Introducere 18 2009). S-a arătat aici că cu OCT este posibil să se evalueze intraoperator zonele maligne ale vezicii urinare și că straturile de perete ale unui ureter pot fi mai bine diferențiate ex vivo cu OCT decât cu sonografie. 1.4 Scopul tezei Scopul acestei teze este utilizarea tomografiei cu coerență optică (OCT) ca metodă tehnică necomplicată și fără efecte secundare în diagnosticul și diferențierea tumorilor vezicii urinare. Această metodă ar trebui, de asemenea, utilizată pentru a crește specificitatea cistoscopiei fluorescente. Deoarece dispozitivele OCT pot afișa structuri de țesut cu rezoluție ridicată, această nouă metodă ar fi ideală pentru o utilizare viitoare în contextul biopsiei optice. Ca obiectiv pe termen lung, un TTP neinvaziv cuplat cu PDD ar putea înlocui biopsia invazivă. Sensibilitatea și specificitatea luminii albe, a cistoscopiei fluorescente și a examenelor OCT au fost utilizate ca criterii de evaluare.
Material și metode 23 Specificitate: RN/[RN + FP] = [numărul de rezultate negative corecte]/[numărul de rezultate negative corecte + numărul de rezultate fals pozitive] = [numărul de pacienți cu OCT negativ și tumoră negativă confirmată histologic]/[ Numărul tuturor pacienților care s-au dovedit histologic că sunt tumorali negativi] Specificitatea este denumită și rata adevărată negativă. Descrie probabilitatea ca un pacient sănătos să aibă un test negativ. Specificitatea descrie capacitatea unei proceduri de diagnostic de a înregistra doar persoanele cu o boală și, astfel, de a exclude persoanele sănătoase. Pe scurt, sensibilitatea și specificitatea descriu probabilitatea unui rezultat pozitiv în prezența carcinomului urotelial. 2.2.5.2 Calculul valorii predictive pozitive și negative Parametrii statistici au fost de asemenea calculați din datele rezultate folosind următoarele formule: Valoare predictivă pozitivă = PPV (Valoare predictivă pozitivă) = RP/[RP + FP] = [număr de rezultate corect pozitive]/[număr dintre rezultatele pozitive corecte + numărul de rezultate fals pozitive] = [numărul pacienților cu TTP pozitivă și tumoră confirmată histologic]/[numărul tuturor pacienților care sunt tumoare pozitive în TTPM]
Materiale și metode 24 Valoarea predictivă pozitivă descrie probabilitatea ca un pacient care a testat pozitiv pentru TTPM să sufere de carcinom urotelial. Valoare predictivă negativă = VAN (valoare predictivă negativă) = RN/[RN + FN] = [numărul de rezultate negative corecte]/[numărul de rezultate negative corecte + numărul de rezultate false negative] = [numărul de pacienți cu TTP negativ și confirmat histologic rezultat negativ]/[numărul de pacienți care sunt tumorali negativi în TTPM] Valoarea predictivă negativă descrie probabilitatea ca un pacient care a testat negativ pentru TTPM să nu aibă carcinom urotelial. Spre deosebire de sensibilitate și specificitate, PPV și VAN depind de prevalența bolii (carcinom al vezicii urinare). Prin urmare, acestea sunt semnificative doar ca parametri pentru pacienții la care a fost utilizat TTPM. 2.2.6 Structura tehnică Sistem video Komtech D-Light C Karl Storz 20133620 Tricam SL II 20223020 (Karl Storz Endoskope) Înregistrator video: Panasonic AJ D230H Monitor: Sony Trinitron Color Videomonito Model: PVM- 1443 MD Mixer: Sima SFX-9 Efecte video mixer
Materiale și metode 25 2.3 Tomografie cu coerență optică (OCT) Examinările au fost efectuate cu un dispozitiv portabil OCT (Imalux Niris Imaging System). Acesta constă dintr-o unitate centrală OCT (computer, interferometru Michelson, ecran și comutator de picior) la care este conectată sonda Imalux flexibilă, care permite plasarea precisă în vezică (vezi Figura 7 + 8 p. 26). Dispozitivul este conectat la un convertor care proiectează imaginea OCT pe monitor printr-un mixer video. Camera utilizată (Storz) este, de asemenea, conectată la dispozitivul video și la mixer. Este astfel posibil să urmăriți și să înregistrați simultan imaginea endoscopică și imaginea OCT pe monitor. Consola conține o diodă superluminiscentă ca sursă de lumină cu o lungime de undă centrală de 1310 nm, o lățime de bandă spectrală de 65 nm și o putere de ieșire de