Une technologie qui date de 2007

les chinois ?

https://www.mdpi.com/search?q=midazolam&journal=diagnostics&volume=12&issue=11

Lorsque nous parlons de méthodes de visualisation en chirurgie, il est important de mentionner que le diagnostic des tumeurs et la façon dont nous définissons correctement les frontières tumorales en peropératoire sont deux choses principales qui ne seraient pas possibles sans cette grande variété de méthodes de visualisation dont nous disposons aujourd’hui. En outre, l’histopathologie joue également un rôle très important et son importance ne peut pas non plus être négligée. Certains échantillons de biopsie, par exemple les coupes congelées, sont examinés par un histopathologiste et conduisent au diagnostic de la tumeur et à la définition de ses limites. De plus, la résection chirurgicale est un point très important pour le pronostic et la survie au cours de la vie. L’endomicroscopie confocale au laser (ELC) est une technique d’imagerie qui fournit des informations microscopiques sur le tissu en temps réel. Ce n’est que récemment que l’on a suggéré que le CLE des troubles, tels que les tumeurs de la tête, du cou et du cerveau, pour contribuer à la fois à la caractérisation et à la détection immédiates des tumeurs. Il peut être utilisé comme outil supplémentaire pour les biopsies chirurgicales pendant la biopsie ou les interventions chirurgicales et pour l’inspection des marges de résection pendant la chirurgie. Dans cette revue, nous analysons le développement, la mise en œuvre, les avantages et les inconvénients ainsi que les orientations futures de cette technique dans les disciplines neurochirurgicales et oto-rhino-laryngologiques.

Mots-clés: endomicroscopie confocale au laser; technologies optiques; neurochirurgie; oto-rhino-laryngologie

1. Introduction

La résection tumorale complète est de la plus haute importance et un facteur décisif dans le traitement de nombreuses tumeurs, même si la chirurgie est suivie d’un traitement adjuvant. Bien que la résection tumorale complète soit l’objectif du chirurgien, elle peut échouer en raison de la reconnaissance limitée des cellules tumorales du côté de la résection. Malgré les traitements adjuvants, la résection incomplète d’une tumeur présente un risque de récidive tumorale, de diminution de la qualité de vie et de raccourcissement de la durée de vie [1,2].

Le diagnostic peropératoire des cellules tumorales et la définition des frontières tumorales reposent sur diverses méthodes de visualisation ainsi que sur l’examen histopathologique d’un nombre limité d’échantillons de biopsie sous forme de coupes congelées. Les coupes congelées sont généralement utilisées pour définir et différencier les cellules tumorales ex vivo. Ils sont enlevés pendant le processus de résection. Les outils actuels de visualisation chirurgicale comprennent les « microscopes » chirurgicaux, les laparoscopes, l’échographie, l’IRM peropératoire et la tomodensitométrie, ainsi que des appareils de navigation plus sophistiqués.

Cependant, aucun d’entre eux ne peut différencier le tissu tumoral du tissu normal au niveau cellulaire. Une distinction importante est nécessaire pour obtenir une plus grande précision dans le traitement des tumeurs chirurgicales malignes.

De plus, l’histopathologie peropératoire présente plusieurs lacunes et de nombreuses biopsies ne sont pas concluantes. Tout d’abord, l’architecture tissulaire de la tumeur peut être altérée et détruite mécaniquement lors de la préparation de l’échantillon. Deuxièmement, en raison de l’hétérogénéité tissulaire, des erreurs d’échantillonnage sont possibles. Troisièmement, le manque d’interactivité en temps réel avec le pathologiste et un temps d’attente d’environ 30 minutes pour les résultats perturbent le flux de travail chirurgical. En résumé, le traitement chirurgical optimal comprend la combinaison d’une résection maximale du tissu malade avec un minimum de dommages au tissu normal [1]. Ceci n’est réalisable qu’avec la capacité d’identifier les structures cellulaires et de différencier les tumeurs des tissus fonctionnels normaux en peropératoire. Il y a donc un besoin urgent de nouveaux équipements technologiques combinés à de nouveaux concepts chirurgicaux.

L’objectif de la technique d’imagerie appelée endomicroscopie confocale au laser (CLE) est de fournir des informations microscopiques sur les tissus en temps réel [3]. Cela ne peut être réalisé qu’en introduisant le microscope dans le corps du patient grâce à des sondes à fibre optique miniaturisées. Ainsi, la façon courante de prélever un échantillon de tissu du patient peut être évitée. De plus, la deuxième étape consistant à amener l’échantillon de tissu au microscope afin de l’analyser n’est plus nécessaire. Cette technique permet une analyse histopathologique en temps réel avec une résolution allant jusqu’à 1 μm. La cytoarchitecture de la cellule peut être visualisée clairement avec un grossissement de 1000 fois. En 2004, le CLE a été introduit pour la première fois en gastroentérologie et est devenu un enrichissement pour cette discipline puisqu’il a pris en charge l’endoscopie standard actuelle tout en effectuant des biopsies optiques [3,4].

Le CLE permet une évaluation peropératoire des tissus au niveau cellulaire, en particulier dans la zone de résection (Figure 1). Cela offre un large éventail d’avantages, en particulier dans le domaine de la chirurgie oncologique [5]. L’application de la chirurgie assistée par CLE en oncologie chirurgicale comprend de nombreuses procédures et spécialités [6,7,8,9] dans le but d’augmenter non seulement le diagnostic initial, mais aussi les options thérapeutiques en élargissant les frontières de résection et, plus important encore, en protégeant la fonctionnalité des tissus normaux dans les zones critiques du corps humain. Par conséquent, nous aimerions nous concentrer sur l’utilisation de CLE en chirurgie oncologique, démontrant le potentiel révolutionnaire et les perspectives que cette nouvelle méthode offre dans différentes disciplines chirurgicales. Cette approche interdisciplinaire vise à amener la thérapie chirurgicale du cancer au niveau cellulaire.

Diagnostics 12 02697 g001 550Graphique 1. Le problème rencontré dans le traitement neurochirurgical des tumeurs et comment CLE pourrait aider à augmenter les perspectives de visualisation peropératoire. Les points verts représentent le balayage confocale. Les lignes montrent les bordures de résection.

Cet article décrit la technique chirurgicale basée sur CLE, sa mise en œuvre dans la salle d’opération, ses avantages, ses perspectives d’avenir et les développements prévus, afin d’offrir de nouvelles frontières et de créer des jalons dans la chirurgie du cerveau, de la tête et du cou.

Nous décrirons les différentes technologies CLE disponibles sur le marché avec leurs avantages et leurs inconvénients, en mettant l’accent sur l’adoption et la mise en œuvre de CLE dans la routine quotidienne. De plus, nous résumerons l’avantage d’utiliser CLE, la technologie actuellement disponible et les limites auxquelles il faut faire face dans les deux disciplines en utilisant CLE.

2. Technologie et méthodologie

Les microscopes confocaux utilisés dans les laboratoires présentent une grande similitude avec les dispositifs CLE disponibles pour un usage clinique. La différence entre ces microscopes est qu’ils sont extrêmement miniaturisés. Marvin Minsky est l’inventeur du microscope confocal en 1957 [10]. L’objectif était de focaliser la lumière blanche sur un seul point. Les échantillons ont été examinés par le mouvement du point de mesure de la lumière blanche en le traversant pour obtenir des informations structurelles sur la zone souhaitée afin d’acquérir à la fois le planx,y (surface) et la directionz (profondeur). Contrairement aux microscopes optiques conventionnels, où l’échantillon entier est éclairé, le microscope confocal n’éclaire qu’un petit point dont le diamètre est limité par la diffraction. Cette procédure doit être répétée jusqu’à ce que l’échantillon entier soit scanné point par point. Un ordinateur recueille les informations et reconstruit l’image. Le principe de base du microscope confocal est un trou d’épingle qui est positionné dans le trajet du faisceau de la lumière détectée, dont la mission est de bloquer la lumière sortant du plan focal. D’une part, cela conduit à une réduction de la profondeur de champ, mais en retour, la résolution le long de l’axe optique (direction z) est améliorée.

Dans ce qui suit, nous analyserons les systèmes confocaux disponibles approuvés pour le diagnostic médical et à des fins chirurgicales.

2.1. Cellvizio 400 et 800

Le système confocal endomicroscopique laser Cellvizio (Mauna Kea Technologies, Paris, France) se compose d’une unité de balayage laser bleu (LSU-488), d’une unité de balayage laser infrarouge (LSU-800), de mini-sondes d’imagerie optique et du logiciel correspondant.®

La micro, mini-sonde optique du Cellviziosystem est composée de trente mille fibres optiques. Différentes sondes confocales (Gastroflex™, GastroFlex UHD, ColoFlex™, ColoFlex UHD, CholangioFlex, UroFlex, CystoFlex, AQ-Flex 19, CystoFlex™™™™™™™ UHD toutes fabriquées par Mauna Kea Technologies, Paris, France) sont disponibles et peuvent être utilisées selon les besoins cliniques. La résolution latérale de chaque sonde est de 1 μm avec un champ de vision confocale de 240 μm avec une profondeur maximale de 55–65 μm. Pour l’imagerie en temps réel, un miroir oscillant de 4 kHz pour le balayage de lignes horizontales et un miroir galvanométrique pour le balayage de trames sont intégrés. La fréquence d’images est de 12 images par seconde. Le laser bleu utilise une longueur d’onde d’excitation de 488 nm et un détecteur d’émission de lumière de 500 à 650 nm. Le laser rouge utilise une longueur d’onde d’excitation de 785 nm et un détecteur d’émission de lumière de 800 à 810 nm. Après l’étalonnage de Cellvizio, l’endomicroscope est prêt à l’emploi. Une pédale permet de démarrer et d’arrêter des vidéos. Avec le logiciel Cellvizio, les vidéos peuvent être exportées et modifiées.®®®

2.2. Cinq-1 et Cinq-2

La technologie Five-1 (Optiscan Pty Ltd., Notting Hill, VIC, Australie) est l’incorporation d’un gastroscope conventionnel (Pentax, Tokyo, Japon) et de l’outil neurochirurgical Convivo (Zeiss Meditec, Oberkochen, Allemagne). Une seule fibre optique est utilisée pour la source d’excitation ainsi que pour le trou d’épingle de détection. Il existe une connexion flexible de la sonde à la source laser et au processeur de détection et de traitement d’image. La longueur d’onde d’excitation utilisée par le laser bleu à semi-conducteurs est de 488 nm. En comparaison, la détection de l’émission lumineuse est de 505 à 585 nm. Le faisceau laser est piloté par un système de contrôle à commande électromagnétique offrant un balayage résonant sur les axesx ety et est dirigé dans l’échantillon via une lentille d’objectif miniature. La résolution latérale est proche de 0,7 μm.L’actionnement de l’axe Z est obtenu par un alliage à mémoire de forme contrôlé électriquement qui permet le balayage du tissu jusqu’à 250 μm de profondeur à partir de la fenêtre d’imagerie par incréments de 4 μm. La résolution verticale (« épaisseur de la tranche optique ») est d’environ 7 μm. Chaque image numérisée par raster est une coupe optique horizontale de 500 × 500 μm. La miniaturisation permet d’intégrer la tête d’imagerie CLE dans une sonde d’endoscope rigide portative d’un diamètre extérieur de 7 mm. De cette façon, la sonde est bien adaptée au diagnostic endoscopique ou aux applications chirurgicales. La sonde rigide est disponible sur le marché en différentes longueurs et des sondes de construction identique ont été intégrées dans des endoscopes gastro-entérologiques standard, qui sont bien établis dans la pratique clinique. De plus, la collecte d’images série est réalisable à une fréquence de balayage de 0,8 image par seconde avec une résolution de 1024 × 1024 pixels. De plus, une cadence de 1,6 images par seconde à 1024 × 512 pixels est possible. Cela conduit à une approximation d’un grossissement de 1000× sur un écran. Si l’examinateur passe en mode de révision, il est possible d’agrandir les détails de manière numérique jusqu’à 10 000 fois avec un logiciel d’imagerie pendant que l’examen est toujours en cours et sans interruption.

2.3. Autres systèmes confocaux cliniquement disponibles

Un autre groupe de dispositifs CLE est la famille Vivascope 1500, 2500 et 3000 (Caliber ID, Rochester, NY, USA) disponible uniquement pour l’imagerie cellulaire de la peau et la famille HRT-RCM -I, -II -III (Heidelberg Retinal Tomograph-Rostock Corneal Module, de Heidelberg Engineering, Heidelberg, Allemagne) pour l’imagerie confocale de la cornée utilisée en ophtalmologie. La technologie confocale utilisée par les deux groupes est basée sur un mode de réflectance confocale sans préparation spéciale d’agents fluorescents.

Il existe de nombreux colorants fluorescents utilisés pour l’imagerie confocale. Dans cette revue, nous nous concentrerons sur ceux qui ont été approuvés pour un usage clinique. Différents colorants ont été approuvés pour différentes utilisations en retrait. Les sous-sections suivantes analyseront chacune d’elles en fonction de la spécialité dans laquelle elles sont utilisées.

3. CLE en neurochirurgie

Ce n’est que récemment que l’on a suggéré que le CLE des troubles neurochirurgicaux, tels que les néoplasmes intracrâniens, de contribuer à la fois (A) à la caractérisation et à la détection immédiates de la tumeur en tant qu’outil d’achèvement des biopsies chirurgicales au cours de la biopsie stéréotaxique ou des procédures neurochirurgicales, et à l’inspection des marges de résection pendant la neurochirurgie.

Les premières études ont été réalisées sur des rongeurs. Sankar et al. [11] ont d’abord évalué l’utilisation de microscopes confocaux portatifs miniaturisés sur des souris dans un modèle expérimental de glioblastome. Dans cette étude, les auteurs ont utilisé de la fluorescéine intraveineuse et de l’acriflavine topique comme agents de contraste. Ils ont effectué des biopsies systématiques sur les tissus tumoraux et non tumoraux, y compris les marges, et sont arrivés à la conclusion que la microscopie confocale pouvait facilement identifier les différents types de tissus. En outre, il peut être un bon outil pour aider les neurochirurgiens lorsqu’il s’agit de détecter les marges des tumeurs cérébrales infiltrantes pendant la chirurgie. Un grand avantage peut également être le fait que l’erreur d’échantillonnage peut être évitée lors de la procédure de prélèvement de biopsies de néoplasmes gliaux hétérogènes. Cet énorme potentiel pourrait conduire à la supplémentation de la pathologie peropératoire conventionnelle de la césarienne congelée.

In 2014, Georges et al. [12] evaluated the use of label free CLE assessment of glioma biopsies and came to the result that the image quality was high and cellular structures were very well differentiated. Martirosyan et al. [13] evaluated the use of a variety of rapid-acting fluorophores in providing histological information on gliomas, tumor margins and normal brain in animal models to assess the boundary of the infiltrative tumor. In vivo CLE imaging was assessed with indocyanine green (ICG), fluorescein sodium (FNa), 5-aminolevulinic acid (5-ALA), acridine orange (AO), acriflavine (AF) and cresyl violet (CV). They concluded that macroscopic fluorescence was effective for gross tumor detection, but near-infrared (NIR) CLE performed using ICG enhanced the sensitivity of tumor detection, providing real-time true microscopic histological information precisely related to the side of imaging because NIR CLE performed using ICG revealed individual tumor cells and satellites within peritumoral tissue. They also concluded that CLE provided rapid histological information precisely related to the side of microscopic imaging with imaging characteristics of cells related to the unique labeling features of the fluorophores.

Foersch et al. 2012 used CLE in order to study multiple C6 glioma cell line allografts implanted into the brain of healthy Wistar rats in vivo [14]. In that way, (A) general feasibility was demonstrated by using allografts expressing endogenous fluorescence without any dyes, and a variety of fluorescent agents were examined in wild-type C6-glioma allografts. Attention was given to the distinction between healthy tissue and tissue changes. For the evaluation of further clinical application and in order to develop a set of endomicroscopic criteria, they took fresh resection specimens of various types of intracranial tumors for direct confocal endomicroscopic imaging ex vivo. A histomorphologic discrimination between neoplastic and healthy tissue was reached both in vivo and ex vivo due to characteristic fluorescent staining patterns and some unique morphologic features.

In 2013, Peyre et al. [15] compared CLE in a mouse model of aggressive meningiomas with corresponding histology images. They concluded that CLE imaging could reliably provide images of meningothelial and fibroblastic mouse meningiomas as well as of malignant meningiomas. These images correlated with the findings of the pathologist. Due to this imaging method, a sharp definition of the border between the brain and the tumor could be shown, and the identification of embedded nerves and vessels was possible. Moreover, the extension of tumors along Virchow–Robin spaces into the adjacent brain was observed with CLE in all mouse models that were used in this study.

Starting in 2011, there have been several studies on human brain tumors:

In 2011, Sanai et al. [16] published the first feasibility study in human brain tumors with intraoperative CLE. They analyzed the most frequent brain tumors (gliomas, metastasis and meningiomas), as well as less frequent ones (hemangioblastomas, central neurocytomas). They concluded that intraoperative CLE was a feasible technology for the resection of human brain tumors. Preliminary analysis demonstrated reliability for a variety of lesions in identifying tumor cells and the tumor–brain interface. In addition, they used 5-ALA with CLE and reported that intraoperative CLE could visualize cellular 5-ALA-induced tumor fluorescence within low-grade gliomas (WHO I and II) and at the brain tumor, whereas conventional methods for 5-ALA tumor fluorescence detection (microscopy with filter) did not show any sign of fluorescence.

Charalampaki et al. 2015 used CLE for the first time integrated into neurosurgical treatment [17]. The goal was to figure out the best technical considerations needed for performing CLE in neurosurgery. They also investigated how CLE can be a part of the neurosurgical daily workflow in the operating theater as an ex vivo diagnostic module and tried to integrate the CLE technique in an easy way into the neurosurgical daily routine. To achieve this aim they used endoscopic and microscopic settings and provided an immediate and intraoperative histopathologic diagnosis of the entire entity in real time. Furthermore, they explored the best conditions for an evaluation using CLE for in vivo diagnosis of different types of intracranial and intraspinal neoplasia. They used fluorescein in vivo but stopped very soon after four cases because of an insufficient distribution of fluorescein in the intracellular space. They continued with ICG, which offers much better intraoperative CLE images because of the advantages of ICG to penetrate deeper into the tissue, to highlight only the cell cytoplasm and to overcome the hemoglobin fluorescence so that erythrocytes were not visible anymore (Figure 2).

Diagnostics 12 02697 g002 550Figure 2. State-of-the-art visualization of the brain today is 10-fold magnification without cell visualization (pictures below). With CLE, we can see tumor borders (above left) and tumor-free zone at the end of the surgery (above right).

Eschbacher et al. used CLE ex vivo in random tumors (gliomas, schwannomas, meningiomas, hemangioblastomas, etc.) [18]. Eighty-eight regions were visualized with CLE, and corresponding biopsy samples were examined with routine neuropathological analysis. The pathologist working in a blinded fashion reviewed a subset of the images in a further evaluation of the usefulness of the device as a diagnostic tool. They concluded that intraoperative confocal imaging was very well correlated with corresponding traditional histological findings, including the identification of many pathognomonic cytoarchitectural features of various brain tumors. In the blinded study, 92.9% of the tumors were diagnosed correctly.

Most recently, Pavlov et al. demonstrated the feasibility of intraoperative in vivo pCLE both in surgery and in the biopsy of gliomas [19]. In their prospective observational study, two contrast agents were used: 5-aminolevulinic acid or intravenous fluorescein. A 0.85 mm probe was used for stereotactic procedures, modified with the biopsy needle to have a distal opening. While performing open brain surgery, a 2.36 mm probe was used. The neurons’ autofluorescence in the cortex of the brain was observed. CLE images permit a clear distinction between healthy tissue and pathological tissue in open surgery and stereotactic biopsy using fluorescein. A huge difficulty was the establishment of 5-aminolevulinic acid confocal patterns. Neither intraoperative complications related to pCLE nor the use of either contrast agent was observed. Initial feasibility and safety of intraoperative pCLE were examined during stereotactic biopsy procedures and primary brain tumor resection. It was shown that pCLE of brain tissue is applicable to surgical guidance during operations, to improve the biopsy yield and to optimize the resection of glioma that could be achieved with the analysis of tumor margins.

Acerbi et al. studied the ex vivo fluorescein-assisted CLE technique on a blind comparison of CLE pictures to frozen sections [20]. They found a high correlation score with correct diagnosis and concluded that CLE can be a future complementary technique for intraoperative diagnosis in glioblastoma surgery. Furthermore, Restelli et al. described in their 2021 review the correlation between CLE and classic histopathological pictures for different kinds of tumors located in the brain [21]. They concluded that histopathological intraoperative diagnosis as well as tumor margins can be very well differentiated with the use of CLE techniques.

Cheyouo et al. evaluated the cytoarchitecture of the cerebellum and the substantia nigra by testing the usefulness of unenhanced near-infrared confocal laser reflectance imaging [22]. For this study, two fresh human cadaver brains were examined by utilizing a confocal near-infrared laser probe. They demonstrated the reliability of unenhanced near-infrared reflectance imaging when it comes to the identification and distinction of neurons and the cytoarchitecture in detail of two regions in the human brain such as the cerebellum and substantia nigra by using fresh human cadaver brain.

Charalampaki et al. 2019 used CLE as an assisted surgical technology for multifluorescent microscopy. They showed that both the number of options for real-time diagnostic imaging and the therapeutic options could be augmented. This is achievable if the resection borders of cancer are extended at a cellular level and, more essentially, if the functionality of normal tissue is protected in the adjacent areas of the human brain [23].

Cui et al. 2020 presented a compact label-free and contactless reflectance confocal microscope with a 20 mm working distance that provided <1.2 µm spatial resolution over a 600 µm × 600 µm field of view in the near-infrared region [24]. Results showed great potential for the proposed system to be translated into use as a next-generation label-free and contactless neurosurgical microscope.

In addition, automatic tissue characterization with pCLE would support the surgeon not only with the determination of the diagnosis but also with guidance during robot-assisted intervention procedures.

A deep learning-based framework was proposed by Li et al. to be able to define brain tissue for context-aware diagnosis support in oncology in neurosurgery [25]. They demonstrated how this deep learning framework can be applied in a way so that glioblastoma and meningioma tumors can be classified based on endomicroscopic data. In consideration of the results, the proposed image classification framework led to a significant improvement compared to state-of-the-art feature-based methods. Furthermore, the classification performance is ameliorated by using video data with an accuracy of 99.49%. We summarized the aspects of the most important intraoperative studies performed with the CLE technique [16,17,19,20,23,26,27,28,29,30,31,32,33] and their results in Table 1.

Table 1. Intraoperative use of CLE in neurosurgery.

Table

Le CLE permet au neurochirurgien non seulement de déterminer directement la biologie tumorale et les marges tumorales, mais aussi de distinguer les tissus normaux des tissus pathologiques. En dehors de cela, il permet la visualisation de structures accessoires importantes telles que les nerfs et les vaisseaux, ce qui permet en retour une résection précise et une conservation assurée de la fonctionnalité.

4. CLE sur les demandes ORL

Les carcinomes épidermoïdes de la tête et du cou (HNSCC) représentent l’un des six types de cancer les plus courants dans le monde, représentant environ 5% de toutes les tumeurs malignes humaines [34]. La majorité des patients sont d’abord traités par chirurgie [35]. Ainsi, la résection tumorale complète est très importante pour les résultats du patient et est systématiquement contrôlée pendant l’opération par une histologie de section rapide [36]. Cependant, cette technique retarde l’intervention chirurgicale et nécessite une résection tissulaire supplémentaire afin d’obtenir une vérification histologique des frontières de résection sans cancer. Pour le diagnostic histologique, une autre procédure opératoire combinant un examen endoscopique du tube digestif supérieur et une biopsie de la région muqueuse suspecte est nécessaire avant la résection tumorale elle-même. Dans ce contexte, le CLE est une technique prometteuse non seulement pour la visualisation et la différenciation entre la muqueuse saine, les lésions bénignes, la dysplasie et le cancer invasif, mais aussi pour l’identification des frontières tumorales et la vérification des résections R0 dans la prise en charge du cancer de la tête et du cou.

Bien que de nombreuses études aient confirmé le bénéfice potentiel du CLE pour l’imagerie histologique non invasive en temps réel en gastroentérologie [37,38,39,40,41,42,43], gynécologie [44,45], urologie [46,47], pneumologie [48,49,50] et neurochirurgie [11,12,13,14,15 ,16,17,18,19,20,21,22,23,51] Au cours des dernières années, il y a eu un nombre limité d’études avec de petites cohortes de patients dans le domaine de la chirurgie de la tête et du cou [52,53]. White et coll. ont décrit pour la première fois l’applicabilité du CLE dans la région de la tête et du cou en 1999 à l’aide de six échantillons de tissus témoins sains et ont décrit sa similitude morphologique avec les coupes microscopiques colorées H&E correspondantes [54]. Cette première description de l’imagerie CLE dans la région de la tête et du cou a été suivie de nombreuses études in vitro [55,56,57,58,59,60] et in vivo [61,62,63,64,65,66,67,68,69,70,71,72,73,74,75,76, 77,78,79,80,81,82,83,84,85,86,87,88,89,90,91] en se concentrant sur la détection non invasive du cancer de la tête et du cou à l’aide de CLE. Le tableau 2donne un aperçu des études in vitro et in vivo les plus importantes sur les applications de CLE dans la région de la tête et du cou au cours des 23 dernières années. Alors que dans la plupart des études in vitro ainsi que dans les premières études in vivo, l’autofluorescence tissulaire semblait adéquate pour fournir des images CLE précieuses [54,55,56,58,60,61,65,67,69,70], un contraste tissulaire optimisé a été rapporté dans d’autres essais utilisant des fluorophores appliqués localement ou systémiquement, y compris l’acriflavine, l’acide 5-aminolévulinique, fluorescéine, proflavine ou hypéricine [57,59,62,63,64,66,68,70,72,73,74,76,77,78,79,80]. À partir de 2016, la fluorescéine appliquée systématiquement (application intraveineuse) a été utilisée dans presque toutes les études publiées sur le CLE in vivo dans la région de la tête et du cou et fournit probablement le meilleur contraste tissulaire et la meilleure qualité des images CLE générées [81,82,83,84,88,89,90,91]. D’autres études doivent montrer si d’autres colorants fluorescents, par exemple le vert d’indocyanine, peuvent potentiellement améliorer encore plus le contraste tissulaire.

Tableau 2. CLE étudie la région de la tête et du cou.

Table

La plupart des études publiées sur le CLE dans la région de la tête et du cou ont abordé l’applicabilité du CLE pour l’imagerie en temps réel de l’architecture histologique tumorale par rapport aux tissus sains ou dysplasiques de la tête et du cou et ont rapporté une sensibilité et une spécificité pour la différenciation entre les tissus néoplasiques et sans tumeur allant de 45,5% à 100% et de 40% à 100%, respectivement [65,76,79]. Presque toutes les études ont confirmé une bonne corrélation entre la morphologie et l’histologie du CLE et ont indiqué un bénéfice pertinent pour l’évaluation peropératoire et la prise en charge chirurgicale des lésions muqueuses suspectes [54,68,72]. Les critères morphologiques les plus pertinents pour une différenciation précise entre la tumeur et les tissus sains comprennent l’homogénéité des tissus, la taille des cellules, les frontières et les grappes, les boucles capillaires intraépithéliales, les vaisseaux atypiques et le rapport noyau/cytoplasme [81,82,89,90,91]. Sur la base de ces observations, Sievert et coll. ont élaboré des scores d’imagerie CLE évaluant différentes combinaisons des caractéristiques morphologiques susmentionnées pour les carcinomes épidermoïdes laryngés, pharyngés et de la cavité buccale [81,82,91].

En plus de l’identification correcte du tissu tumoral, peu d’études ont abordé la question de savoir si le CLE peut être utilisé pour confirmer les frontières de résection sans tumeur dans la chirurgie du cancer de la tête et du cou, ce qui serait très bénéfique dans la prise en charge chirurgicale du cancer de la tête et du cou comme alternative à l’histologie par section congelée. Dans ces études, le tissu tumoral ainsi que les bordures de résection tumorale ont été évalués avec une sonde CLE après application intraveineuse de fluorescéine pendant l’intervention chirurgicale et comparés aux résultats de l’histologie H & E [83,84]. La précision, la sensibilité, la spécificité, la valeur prédictive négative et la valeur prédictive positive rapportées pour une évaluation correcte des bordures de résection variaient de 80 % à 86 %, de 72 % à 90 %, de 79 % à 88 %, de 76 % à 82 % et de 86 % à 88 %, respectivement. Une seule étude a abordé la question de savoir si le CLE peut être utilisé pour détecter la frontière entre le cancer et le tissu non néoplasique adjacent. Dans cette étude, Linxweiler et al. ont étudié des échantillons provenant de 135 patients HNSCC et de 50 témoins sains et ont pu montrer que, avec l’aide d’un pathologiste expérimenté, les frontières tumorales peuvent être correctement identifiées dans 97% des cas [60] (Figure 3). Une étude a également examiné l’utilisation potentielle de la LED pour l’imagerie non invasive en temps réel des lésions sinonasales et a rapporté une applicabilité sûre avec une excellente qualité d’imagerie [85].

Diagnostics 12 02697 g003 550Graphique 3. Comparaison entre la morphologie CLE et H&E des tissus dans la région de la tête et du cou. Des images d’endomicroscopie confocale au laser (CLE) (photo de gauche, échantillons frais congelés) et des lames colorées H & E du tissu FFPE respectif sont montrées pour le muscle squelettique du palais mou (A), le tissu adipeux de la joue , un carcinome épidermoïde non kératinisant de l’amygdale et un carcinome épidermoïde kératinisant de la langue (D). Comme indiqué en (D), les frontières tumorales (ligne noire), ainsi que la localisation tumorale (étoile noire), peuvent être clairement identifiées à l’aide de la technologie CLE. Les images CLE et H&E sont affichées avec un grossissement de 40×.

Ces études montrent que l’imagerie CLE représente une technique très prometteuse pour la chirurgie de la tête et du cou fournissant des biopsies optiques en temps réel non seulement pour l’évaluation des lésions muqueuses suspectes, mais aussi pour améliorer potentiellement la qualité du traitement chirurgical en termes de résections R0 par une meilleure identification des bordures tumorales et une évaluation correcte des marges de résection. Les études cliniques portant sur cette application potentielle de la LEC au cours des résections tumorales, y compris un nombre plus élevé de patients, doivent montrer si l’on peut obtenir un bénéfice pertinent en termes de résultats fonctionnels et de survie des patients par rapport à l’histologie conventionnelle de section rapide, idéalement dans un plan d’étude prospectif, randomisé et contrôlé.

Une limitation majeure de toutes les études publiées jusqu’à présent sur l’application in vivo de la LED dans la région de la tête et du cou est le nombre comparativement faible de patients avec un maximum de 44 patients. De plus, il faut tenir compte du fait que la fluorescéine appliquée par voie systémique n’est pas approuvée par la Food and Drug Administration (FDA) et l’Agence européenne des médicaments (EMA) pour une application clinique distincte de l’angiographie diagnostique et de l’angioscopie du système vasculaire oculaire, bien que les risques d’événements indésirables graves semblent faibles [38,80 ]. En dehors de cela, il faut garder à l’esprit qu’il n’y a pas de microsonde CLE disponible spécialement conçue pour une application dans la chirurgie de la tête et du cou jusqu’à présent, avec des tumeurs souvent situées dans des zones difficilement accessibles, par exemple, l’hypopharynx ou le larynx. Cependant, le CellvizioGastroFlex®TmLa microsonde, qui a été utilisée dans la plupart des études sur la tête et le cou, est assez flexible, avec un diamètre de seulement 2,7 mm, et est donc censée être suffisamment maniable pour atteindre n’importe quelle zone anatomique du tube aérodigestif supérieur.

Étant donné que diverses études in vivo publiées sur l’application de CLE dans la région de la tête et du cou ont prouvé que le CLE est un outil applicable dans un contexte peropératoire sans entraîner un allongement pertinent de la durée de l’opération ou causer de dommages aux patients, les essais futurs devront aborder les critères d’évaluation pertinents, par exemple, un taux plus élevé de résections R0 ou une meilleure protection des tissus sains adjacents à la tumeur avec un meilleur résultat fonctionnel pour le afin de promouvoir l’utilisation de la CLE dans la routine clinique. Une autre application future peu abordée jusqu’à présent de CLE pourrait être l’analyse en temps réel des biomarqueurs moléculaires, car les premières études ont prouvé que les fluorophores liés aux anticorps sont capables de détecter spécifiquement leurs cibles et peuvent être visualisés avec CLE in vivo [41,42,78]. De plus, les études initiales ont mis au point des outils d’analyse automatisés pour les images CLE des tissus buccaux à l’aide d’histogrammes de carte de distance [73] ou de technologies d’apprentissage profond [65]. D’autres études portant sur un plus grand nombre de patients devront corroborer ces résultats prometteurs.

5. Limites de la formation continue

De nos 12 années d’expérience sur les techniques de CLE, il est important de mentionner que l’imagerie avec CLE et l’histopathologie in vivo ont certaines limites qui sont mentionnées ci-dessous.

(1)

Certains agents fluorescents, par exemple le violet de crésyle et l’acriflavine, n’ont pas d’approbation pour leur utilisation dans un cadre clinique en neurochirurgie. Pour cette raison, nous préférons la fluorescéine et le vert d’indocyanine pour l’application intraveineuse, car l’utilisation des deux agents fluorescents est bien connue depuis de nombreuses années dans la pratique clinique. Les systèmes qui fonctionnent sans étiquette seront les meilleures perspectives pour l’avenir.

(2)

Même si nous avons découvert au cours de nos observations que le signal le plus fort de l’agent fluorescent appliqué était à la surface de la tumeur, la profondeur d’infiltration de l’endomicroscope est limitée, ce qui pourrait représenter un inconvénient notable. Néanmoins, la prochaine génération de systèmes confocaux (par exemple, avec des sondes proche infrarouge) pourrait éventuellement fournir une solution à ce problème. En outre, les systèmes confocaux qui ont de nombreuses longueurs d’onde d’excitation faciliteront l’utilisation clinique à l’avenir.

6. Conclusions

L’application de la chirurgie assistée par CLE en chirurgie oncologique comprend de nombreuses procédures et spécialités avec beaucoup d’objectifs communs. Tout d’abord, la précision diagnostique initiale doit être augmentée et les options thérapeutiques peuvent être augmentées si les bordures de résection sont étendues. Deuxièmement, la fonctionnalité des tissus normaux dans les zones critiques du corps humain doit être protégée.

Dans nos recherches, nous avons essayé de démontrer cette nouvelle méthode qui révolutionne et influence avec son grand potentiel et ses perspectives non seulement le diagnostic mais aussi le traitement de plusieurs pathologies connues dans diverses régions du cerveau, de la tête et du cou. En résumé, cet article donne une description du CLE en tant que technique chirurgicale et démontre sa mise en œuvre dans la salle d’opération, ses avantages, son potentiel dans le futur et ses progrès dans différents domaines chirurgicaux oncologiques. En conclusion, on peut dire que la chirurgie assistée par CLE améliore non seulement la représentation du diagnostic histologique de manière significative par rapport à d’autres méthodes telles que la coloration à l’hématoxyline et à l’éosine qui prennent du temps et prennent plusieurs jours, mais identifie également les frontières entre le cancer et les tissus sains, ce qui conduit à une maximisation de la résection du cancer.

quinze ans... et aucun succès quasiment depuis , malgré des progrès techniques en imagerie incroyables depuis.

Quinze ans !!! un monde, un gouffre

Qui croit encore à ce miroir aux alouettes grotesque ??