Multiphoton microscopy: a new intra-operative tool for TURBT diagnosis
L’imagerie multiphotonique comme outil de diagnostic de la profondeur d’une résection de tumeur de vessie : résultats d’une étude préliminaire de faisabilité
Abstract
Background: multiphoton microscopy (MPM) is a non-linear optical imaging technology, allowing process-free imaging of fresh tissue up to a depth of 0.5 mm, with a combined signal of autofluorescence (AF) and second harmonic generation (SHG). The absence of bladder muscle in a Trans-urethral resection of bladder tumor (TURBT) increases the risk of residual disease, recurrence and understaging, and an intra-operative assessment of resection depth and margins may avoid unnecessary second TURBT.
Objective: to test the feasibility of multiphoton microscopy in the detection of bladder muscle in cold cup biopsies of patients undergoing TURBT, as a real-time imaging tool.
Methods: prospective feasibility study. Cold cup biopsies were taken intra-operatively from the resection bed during TURBT. Tissue was stored inphosphate buffered solution (PBS) solution combined with fluorescent dyes (orange acridine and rhodamine). MPM Imaging of the tissue was done first, with z stack images of 100 micrometer maximum depth for 3D imaging. After MPM imaging, tissue was fixed in formalin and sent to the biorepository for standard histopathology. A correlation analysis was performed between MPM tissue detection and final histopathology results.
Results: 10 patients were included in this pilot study. Tissue was properly imaged for all patients, although 3 of them had artifacts. MPM average procedure time from biopsy to formalin fixation was 16.2 minutes (12-20 min). The first layer seen on cold cup biopsy after resection using MPM was muscularis propria for 5 patients out of 10. On final pathology, resection depth was correctly performed for only 4 patients out of 10 (resection including bladder muscle). We found an 80 % sensibility on resection depth between first layer identified on MPM and final pathology (8/10 patients), and 100% correlation with final histopathology in specimens for the assessment of detrusor muscle.
Conclusions: this study supports the use of MPM as a novel intra operative tool which can evaluate cold cup biopsies during TURBT for resection depth, and potentially avoid unnecessary second look procedures.
Objective: to test the feasibility of multiphoton microscopy in the detection of bladder muscle in cold cup biopsies of patients undergoing TURBT, as a real-time imaging tool.
Methods: prospective feasibility study. Cold cup biopsies were taken intra-operatively from the resection bed during TURBT. Tissue was stored inphosphate buffered solution (PBS) solution combined with fluorescent dyes (orange acridine and rhodamine). MPM Imaging of the tissue was done first, with z stack images of 100 micrometer maximum depth for 3D imaging. After MPM imaging, tissue was fixed in formalin and sent to the biorepository for standard histopathology. A correlation analysis was performed between MPM tissue detection and final histopathology results.
Results: 10 patients were included in this pilot study. Tissue was properly imaged for all patients, although 3 of them had artifacts. MPM average procedure time from biopsy to formalin fixation was 16.2 minutes (12-20 min). The first layer seen on cold cup biopsy after resection using MPM was muscularis propria for 5 patients out of 10. On final pathology, resection depth was correctly performed for only 4 patients out of 10 (resection including bladder muscle). We found an 80 % sensibility on resection depth between first layer identified on MPM and final pathology (8/10 patients), and 100% correlation with final histopathology in specimens for the assessment of detrusor muscle.
Conclusions: this study supports the use of MPM as a novel intra operative tool which can evaluate cold cup biopsies during TURBT for resection depth, and potentially avoid unnecessary second look procedures.
Introduction : le microscope multiphotonique (MMP) est une technique d’imagerie optique non linéaire permettant l’imagerie de tissus frais. L’absence de muscularis propria (MP) au cours d’une résection trans-urétrale de tumeur de vessie (RTUTV) augmente les risques de maladie résiduelle, récidive précoce et d’understaging, et nécessite une résection de réévaluation (2nd look). Une évaluation peropératoire de la profondeur de résection permettrait d’éviter des résections 2ND look inutiles.
Objectif : tester la faisabilité de l’utilisation du MMP en peropératoire dans l’évaluation de la profondeur d’une résection de tumeur de vessie.
Méthode : étude clinique prospective descriptive de faisabilité. Des biopsies du lit de résection tumoral après RTUTV étaient réalisées en peropératoire à l’aide d’une pince à biopsie. Les biopsies étaient stockées dans une solution saline combinée à des colorants fluorescents (acridine orange et rhodamine). L'imagerie MMP était initialement réalisée sur biopsie fraîche complète, sans préparation particulière du tissu. Après l'imagerie MMP, le tissu était formolé et préparé pour une comparaison avec le Gold standard d’histopathologie. Le critère de jugement principal était la faisabilité de cette technique, définie par la visualisation de couches tissulaires. Les critères secondaires étaient le temps d’imagerie, la distinction des différentes couches tissulaires, et la corrélation avec l’histopathologie finale.
Résultats : 10 patients étaient inclus dans notre étude. Le tissu était proprement imagé pour tous les patients, même si 3 patients ont eu des artéfacts. La durée moyenne d’imagerie était de 16.2 minutes (12-20 min). La première couche tissulaire visualisée par MMP était la MP pour 5 patients sur 10, et la résection se trouvait être assez profonde pour seulement 4 patients sur 10. Il y avait une sensibilité de 80 % pour la corrélation entre la première couche visualisée par MMP et la présence de MP sur l’histopathologie finale, et 100% de corrélation sur l’histopathologie finale pour la confirmation d’une résection assez profonde.
Conclusion : l’imagerie MPM pourrait être un nouvel outil peropératoire permettant d'évaluer les biopsies d’un lit de résection en temps réel après une RTUTV pour définir la profondeur de résection d’une tumeur et la présence ou l’absence de MP au sein de la résection, évitant ainsi des résections 2nd look inutiles.
Objectif : tester la faisabilité de l’utilisation du MMP en peropératoire dans l’évaluation de la profondeur d’une résection de tumeur de vessie.
Méthode : étude clinique prospective descriptive de faisabilité. Des biopsies du lit de résection tumoral après RTUTV étaient réalisées en peropératoire à l’aide d’une pince à biopsie. Les biopsies étaient stockées dans une solution saline combinée à des colorants fluorescents (acridine orange et rhodamine). L'imagerie MMP était initialement réalisée sur biopsie fraîche complète, sans préparation particulière du tissu. Après l'imagerie MMP, le tissu était formolé et préparé pour une comparaison avec le Gold standard d’histopathologie. Le critère de jugement principal était la faisabilité de cette technique, définie par la visualisation de couches tissulaires. Les critères secondaires étaient le temps d’imagerie, la distinction des différentes couches tissulaires, et la corrélation avec l’histopathologie finale.
Résultats : 10 patients étaient inclus dans notre étude. Le tissu était proprement imagé pour tous les patients, même si 3 patients ont eu des artéfacts. La durée moyenne d’imagerie était de 16.2 minutes (12-20 min). La première couche tissulaire visualisée par MMP était la MP pour 5 patients sur 10, et la résection se trouvait être assez profonde pour seulement 4 patients sur 10. Il y avait une sensibilité de 80 % pour la corrélation entre la première couche visualisée par MMP et la présence de MP sur l’histopathologie finale, et 100% de corrélation sur l’histopathologie finale pour la confirmation d’une résection assez profonde.
Conclusion : l’imagerie MPM pourrait être un nouvel outil peropératoire permettant d'évaluer les biopsies d’un lit de résection en temps réel après une RTUTV pour définir la profondeur de résection d’une tumeur et la présence ou l’absence de MP au sein de la résection, évitant ainsi des résections 2nd look inutiles.
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