Observationeel in vivo onderzoek naar mogelijkheden voor het gebruik van Diffuse Reflectance en Fluorescentie spectroscopie als nieuw diagnostisch en therapeutisch hulpmiddel bij de differentiatie tussen benigne en maligne weefsel

Vroege detectie van nieuw ontdekt maligne ziekte, bij voorkeur voor
differentiatie naar metastatische ziekte, is essentieel voor optimale kans op
curatieve therapie.
Beschrijving van de anatomische uitbreiding en histologische origine van de
tumor zijn belangrijke parameters in de besluitvorming leidend tot
uiteindelijke keuze van therapie strategie.
Histopathology wordt nog altijd beschouwd als de gouden standaard voor diagnose
van de ziekte en is een bepalende stap in het therapeutisch proces. Voor het
verkrijgen van verdacht weefsel wordt bij voorkeur een cytologisch of
histologisch punctie verricht. Uitstel van diagnose, en dus start van therapie,
is dikwijls te wijten aan onvermogen de histologisch diagnose te stellen op
basis van de verrichte punctie. Nauwkeurigheid van succesvolle biopsieen
varieert in de literatuur tussen 68% en 92%.
Voorts, is een in toenemende mate toegepast therapeutische procedure Radio
Frequent Ablation (RFA). Hierbij wordt ablatie van een tumor verricht van
binnenuit door de punt van een RFA naald midden in de tumor in te brengen.
Precise positionering van zowel een biopsienaald als een RFA naald zijn
essentieel voor effectieve diagnose en behandeling. Hiervoor is de medisch
specialist afhankelijk van radiologische technieken, zoals echo of computed
tomography (CT). Het visualiseren van de relevante structuren tijdens de
ingreep kan gelimiteerd zijn door drempels in contrast en resolutie van de
beschikbare technieken.
De laatste jaren zijn belangrijke vooruitgangen geboekt in de beeldvorming van
tumoren door middel van optische spectroscopie. Hiermee wordt weefsel verlicht
met een geselecteerd licht spectrum, waarna het mogelijk is een 'chemische
vingerafdruk' van het weefsel te maken door analyse van de karakteristieke
patroon van verstooiing, absorptie en fluorescentie van dat licht. Optische
spectroscopie biedt hiermee de mogelijkheid tot sensitievere weefsel
differentiatie in vergelijking met conventioneel radiologische technieken.
Incorporatie van optische spectroscopie in medische instrumenten, zoals een
biopsie of RFA naald, biedt de mogelijkheid tot nauwkeuriger lokalisatie
tijdens een invasieve procedure en dus tot een verbetering van de resultaten en
betrouwbaarheid.

In het Antoni van Leeuwenhoek ziekenhuis hebben wij een optische spectroscopie
model ontwikkeld waarmee weefsel karakteristieke kunnen worden bestudeerd.
In voorafgaande studies op ex vivo humaan weefsel van mamma, long, lever, nier
en colon, hebben wij bewezen succesvol te kunnen differentieren tussen benigne
en maligne weefsel met een sensitiviteit en specificiteit van boven de 94%.
Vergelijkende studies in de literatuur geven maximale percentages sensitiviteit
en specificiteit weer van 83%. Uit ons ex vivo onderzoek kunnen wij concluderen
dat we de positie van een naald kunnen bevestigen in verschillende weefsels met
voldoende nauwkeurigheid voor klinische applicatie.

Doel van het onderzoek is om de resultaten van ex vivo onderzoek te bevestigen
in humaan weefsel in vivo. Hiervoor zullen optische spectroscopie metingen
verricht worden in een klinische setting tijdens een chirurgische procedure.
Dit zal plaatsvinden tijdens een geplande operatie van borst-, lever-, of
longweefsel vanwege bewezen maligne aandoening.
Verkregen optische data zullen vergeleken worden met de histopathologische
analyse als gouden standaard.

De hypothese die getoetst zal worden is:
Nauwkeurige discriminatie tussen benigne en maligne weefsel van borst, lever en
long weefsel mogelijk is met optische spectroscopie.

Met deze studie willen we een belangrijke stap vooruit zetten richting het
incorporeren van optische spectroscopie in bestaande medische instrumenten,
waarmee diagnostiek en therapie van kanker verbeterd kan worden.

Deze studie is van opzet een observationele studie.

Patiënten die voor inclusie in aanmerking komen, zijn patiënten met een
geplande klinische opname in het Nederlands Kanker Instituut (NKI-AvL) voor een
electieve resectie van afwijkingen in borst, lever of long.
Optische spectroscopie metingen zullen verricht worden tijdens de chirurgische
procedure waarbij de bewezen maligniteit, dan wel benigne fibroadenoma
verwijderd zal worden
Optische metingen zullen verricht worden in weefsel dat tijdens de operatie
gereseceerd zal worden, dan wel geableerd (bij patiënten die een RFA-procedure
ondergaan voor colorectale levermetastasen).

Beoogde laesies voor de optische metingen in borstweefsel zijn zowel invasieve
carcinomen als carcinoma in situ. Zowel patiënten die een volledige resectie of
partiële resectie zullen ondergaan vanwege deze maligne afwijkingen komen voor
inclusie in aanmerking. Voorts, zullen ook patiënten die geopereerd worden
vanwege een bewezen benigne fibradenoma en hiervoor een lokale resectie
ondergaan voor inclusie in aanmerking komen.
Beoogde laesies voor de optische metingen in long- en leverweefsel zijn bewezen
maligne tumoren waarvoor een partiële resectie in een van beide organen
verricht zal worden, dan wel een ablatie bij patiënten die een RFA-procedure
ondergaan voor colorectale levermetastasen.

De chirurg verantwoordelijk voor de operatie zal gedurende de ingreep de
resectieranden van het weefsel identificeren. Onder echogeleiding zal een
canule met een diameter van 14G worden ingebracht in dit weefsel. Via de canule
zullen de optische naald, biopsie apparaat en twist markers geïntroduceerd
worden in het weefsel. Een maximum van 4 optische metingen zullen per patiënt
verricht worden in het weefsel dat gereseceerd wordt. Vervolgens zullen twee
histologische biopten worden verricht van de exacte locaties waar de metingen
hebben plaatsvonden, één in benigne weefsel en één in maligne weefsel.
Bij patiënten met colorectale levermetastasen die een RFA-procedure ondergaan,
worden dezelfde meetprocedures met spectroscopie uitgevoerd en voor, tijdens en
na ablatie worden op de meetplaatsen biopsies van de levermetastase(n) genomen
voor histopathologisch onderzoek. Voor post-operatieve follow-up zullen na de
RFA procedure op de rand van de ablatie zone enkele twistmarkers worden
achtergelaten.
De totale tijdsduur van de optische metingen,de biopten en inbrengen van de
twistmakers wordt geschat op 10 minuten

Het gebiopteerde weefsel zal vervolgens volgens standaard protocol geanalyseerd
worden op de afdeling pathologie. Histopatholgische analyse van de meetlokaties
zal vergeleken worden met de optische analyse.

Er worden geen risico's verwacht voor de patiënten door deelname aan dit
onderzoek. Uitgebreid onderzoek van en met optische spectroscopie methoden op
humaan weefsel hebben geen nadelige gevolgen hiervan voor het weefsel
gedemonstreerd. Metingen zullen alleen verricht worden in weefsel dat
vervolgens verwijderd zal worden volgens de standaard geplande procedure. Voor
patiënten met RFA geldt dat het gehele RFA needle traject met ablatie zal
worden behandeld, zoals standaard. Bij deze patiënten zal eveneens een
twistmarker worden achtergelaten aan de rand van de RFA zone. Van deze
twiskmarkers wordt geen nadelig effect verwacht.
De optische data zullen niet worden voorgelegd aan de chirurgische
specialisten. Hierdoor zal de uitvoering van de geplande chirurgische procedure
op geen enkele wijze beïnvloed worden van de optische metingen.