Feasibility van computer gestuurde volumetric laser endomicroscopy (VLE) getargete biopten voor verbeterde detectie van vroege Barrett neoplasie

Slokdarmkanker (adenocarcinoom) behoort tot de meest dodelijke vormen van
kanker, met een vijfjaarsoverleving van minder dan 15%. Het aantal nieuwe
patiënten met slokdarmkanker is in de laatste 20 jaar meer dan verdubbeld.
Patiënten met een Barrett slokdarm hebben een verhoogd risico op het krijgen
van slokdarmkanker. In een Barrett slokdarm is de normale bekleding van de
slokdarmwand vervangen door een ander type cellen. Deze cellen kunnen zich
verder ontwikkelen tot slokdarmkanker. Het terugstromen van brandend maagzuur
is de belangrijkste bekende oorzaak. In Europa heeft ongeveer 1,6 op 100 mensen
een Barrett slokdarm.

Vanwege dit verhoogde risico op slokdarmkanker ondergaan Barrett patiënten
regelmatig endoscopisch onderzoek om de slokdarm te controleren op kanker
(surveillance). Endoscopisch betekent dat de slokdarm van binnen wordt bekeken
met een slang via de mond. Hierbij worden hapjes weefsel (random biopten)
genomen, om dysplasie/kanker bij toeval te kunnen ontdekken. Wanneer
slokdarmkanker tijdens een endoscopisch onderzoek in een vroeg stadium wordt
ontdekt, kan het meestal endoscopisch worden behandeld, wat gepaard gaat met
een goede prognose.

Het huidige surveillance protocol is nu niet optimaal, omdat vroege vormen van
kanker slechts subtiel zichtbaar zijn en daardoor vaak worden gemist. De random
biopten die daarnaast worden genomen beslaan slechts een klein gedeelte van de
slokdarm. Tot slot vormen de regelmatige endoscopische onderzoeken een
belasting voor patiënten gezondheidssysteem (arbeidzaam en duur).

De oplossing om het surveillance protocol van Barrett patiënten te
optimaliseren is om vroege Barrett kanker beter zichtbaar te maken, zodat het
eerder en makkelijker ontdekt kan worden. Het systeem Volumetrische Laser
Endomicroscopie (VLE) kan tijdens een endoscopische procedure een snelle 3D
scan maken van de slokdarm, waarmee onder het oppervlak kan worden gekeken op
de plek waar kanker zich ontwikkelt voordat het zichtbaar wordt aan de
oppervlakte. Zo kunnen gebieden in beeld worden gebracht die tijdens een gewone
endoscopische procedure onzichtbaar blijven. Daarnaast kunnen met het VLE
laser- markeringssysteem direct verdachte gebieden worden gemarkeerd. In de
toekomst zouden daardoor talloze random biopten kunnen worden vervangen door
enkele gerichte biopten. Dit zal de duur, lasten en kosten van de endoscopische
controles aanzienlijk inperken.

Echter is de beoordeling van VLE scans ingewikkeld, enerzijds vanwege de
subtiele grijstinten, anderzijds omdat VLE-scans grote hoeveelheden data * tot
1200 afbeeldingen per scan * bevatten. Daarom gaan wij onderzoeken of een
computer het menselijk oog hierbij kan helpen m.b.v. automatische algoritmes.
Deze algoritmes identificeren gebieden verdacht voor slokdarmkanker, waarna de
endoscopist deze gebieden kan markeren met behulp van het VLE laser-
markeringssysteem.

Het doel van het onderzoek is om een computer algoritme te ontwikkelen die
kunnen helpen bij de detectie van vroege neoplasie in de Barrett slokdarm. Wij
gaan dus de feasibility/haalbaarheid van dit computer algoritme onderzoeken om
slokdarmkanker op te sporen met behulp van VLE.

Dit pilot feasibility project zal worden uitgevoerd door de afdeling
Maag-Darm-Leverziekten van het Amsterdam UMC, lokatie AMC en VUmc, het
Catharina Ziekenhuis Eindhoven, St Antonius ziekenhuis te Nieuwegein en de
Signaal-Proces Systeem onderzoeksgroep aan de Technische Universiteit Eindhoven.
Achtereenvolgens zullen de volgenden stappen worden doorlopen:
1) Patiënten met een Barrett slokdarm zullen een VLE-scan krijgen tijdens een
endoscopische procedure;
2) Een computer algoritme zal deze VLE scan analyseren en gebieden
identificeren die verdacht voor slokdarmkanker. Daarna kan de endoscopist deze
suspecte gebieden markeren met behulp van het VLE laser- markeringssysteem.

Eerdere studies, waaronder één in het AMC (METC 2015 244) hebben het VLE laser
marking systeem getest, waaruit blijkt dat het systeem veilig in gebruik is.

Het Nvision VLE systeem is van nature non-invasief. Het type licht van de
optische probe is gelijk aan intensiteit als de normale standaard lichtbron die
gebruikt wordt op een standaard endoscoop.

Het licht is niet beschadigend en maakt geen thermale effecten op het weefsel.
De ballon die wordt opgeblazen kan in potentie laceraties veroorzaken of, in
zeer zeldzame gevallen, perforatie van de slokdarm, wanneer deze opgeblazen
wordt boven maximum toegestane druk. Er zit een veiligheids systeem in de
ballon om dit probleem te vermijden. In patienten met een slokdarm strictuur is
het risico op laceratie verhoogd en deze patienten worden daarom geexcludeerd
van deelname aan de studie. De endoscopische procedure zal gemiddeld naar
schatting 15 minuten langer in beslag nemen vergeleken met de standaard
endoscopie.

De VLE procedure zal naar verwachting geen extra discomfort of andere risico's
veroorzaken voor de patient dan die al geassocieerd zijn met endoscopie en
biopsie. De markerings laser heeft vergelijkbare risico's als het markeren met
een endoscopische snaar die standaard gebruikt wordt om markeringen te zetten
of een afwijking te delineëren. Het risico op bloeding of perforatie van de
markerings plaats is minimaal. De laser markeringen zullen bovendien geen
effect op de histologische diagnose hebben, aangezien de markeringen met de tip
van de snaar dit ook niet hebben.

Hieronder een korte samenvatting van de potentiële risico's van het gebruik van
NVision VLE systeem. De volledige tekst is te vinden in het C1 protocol.

Het systeem bevat 2 lasers; 1 voor beeldvorming en 1 voor optioneel markeren
van weefsel, De beeldvorming laser is geclassificeerd als klasse 1M en de
markerings laser als Klasse 4. Het uitgezonden licht is onzichtbaar,
bijna-infrarood en kan niet gezien worden met het blote oog. Onachtzame
exposure aan het laser licht kan huid- of oogschade opleveren. Hiervoor moeten
voorzorgsmaatregelen worden genomen; de optische probe moet in de endoscoop
zijn alvorens laser energie door het systeem te zenden. Laser energie kan
worden uitgezonden tijdens de zelftest, tijdens scannen (full/scout scan) of
tijdens markeren (manual scan). In de laser output kijken met optische
instrumenten (bijv. vergrootglas en microscoop) binnen een afstand van 100 mm
kan gevaar voor het oog opleveren. Tijdens beeldvorming zijn laser
veiligheidsbrijlen voor het oog niet nodig. Tijdens laser marking moeten extra
veiligheidsmaatregelen worden genomen; zie protocol. Waarschuwing: Optische
probe moet altijd in endoscoop of lichaam zitten alvorens de laser te
activeren. Kijk nooit direct in de laser straal of in een reflectie.
Elektrische en mechanische risico's: De behuizing van het systeem mag niet
verplaatst of uit elkaar gehaald worden, dan is er geen risico van de hoge
voltages in het systeem. Verplaatsing van het systeem moet zorgvuldig en
langzaam gebeuren. Om het risico van elektrische shock te reduceren, moet het
systeem aangesloten worden op een geaarde stroombron. De deelnemende expert
endoscopisten, onderzoeksverpleegkundigen en onderzoekers krijgen voorafgaand
aan de studie training over het Nvision VLE laser marking systeem. Voor
additionele informatie over eerdere studies betreft veiligheid, zie protocol!
paragrafen Structurerd Risk Analysis en Device Information.