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Apr 05, 2024

Endoscopie polarimétrique chirurgicale pour la détection du cancer du larynx

Nature Biomedical Engineering (2023)Citer cet article 1893 accès 18 détails sur Altmetric Metrics Une correction de l'éditeur à cet article a été publiée le 8 juin 2023 Cet article a été mis à jour Le

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Une correction de l'éditeur à cet article a été publiée le 8 juin 2023.

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La norme de soins pour la détection des pathologies laryngées consiste à distinguer les lésions suspectes des tissus sains environnants via des contrastes de couleur et de texture capturés par endoscopie en lumière blanche. Cependant, la technique n’est pas suffisamment sensible et conduit donc à des taux de faux négatifs insatisfaisants. Nous montrons ici que les lésions laryngées peuvent être mieux détectées en temps réel en tirant parti des différences dans les propriétés de polarisation de la lumière du cancer et des tissus sains. En mesurant les différences de retardement et de dépolarisation de la lumière polarisée, la technique, que nous avons appelée « endoscopie polarimétrique chirurgicale » (SPE), génère un contraste d'environ un ordre de grandeur supérieur à celui de l'endoscopie à lumière blanche, et permet donc une meilleure discrimination. de lésions cancéreuses, comme nous le montrons chez des patients diagnostiqués avec un carcinome épidermoïde. L'imagerie polarimétrique de tranches de tissu laryngé excisées et colorées a indiqué que les modifications du retardement de la lumière polarisée peuvent être largement attribuées aux caractéristiques architecturales du tissu. Nous avons également évalué la SPE pour faciliter la chirurgie transorale au laser de routine pour l'élimination d'une lésion cancéreuse, indiquant que la SPE peut compléter l'endoscopie à lumière blanche pour la détection du cancer du larynx.

Le cancer du larynx est l’une des tumeurs malignes les plus courantes des voies aérodigestives supérieures1. Les procédures mini-invasives, notamment la biopsie incisionnelle endoscopique et la chirurgie transorale, sont largement utilisées respectivement pour le diagnostic et l'intervention du cancer du larynx. L'endoscopie chirurgicale joue un rôle clé en permettant aux chirurgiens d'inspecter les zones suspectes en détail sans avoir à ouvrir et exposer le larynx de manière invasive, et également de décider où effectuer une biopsie pour un examen histopathologique ou où réséquer lors d'une intervention chirurgicale. La norme de soins est l'endoscopie en lumière blanche haute définition (WLE), une technique d'imagerie optique à grand champ utilisant un éclairage en lumière blanche et une imagerie par caméra couleur rouge/vert/bleu (RVB) du tissu du larynx via un endoscope chirurgical, recréant fidèlement ce qui serait vu à l'œil nu. Les chirurgiens s'appuient sur le contraste de couleur et de texture du WLE pour différencier les lésions laryngées suspectes des tissus normaux environnants, puis effectuer l'opération. Malheureusement, les lésions tumorales, en particulier celles aux stades précancéreux et précoces, ne présentent pas toujours des différences perceptibles de couleur ou de texture, tandis que les régions tissulaires présentant une couleur ou une texture anormale ne sont pas toujours associées au cancer, ce qui entraîne une sensibilité insatisfaisante (comme faible que 51,1%) et taux d'échec2,3,4,5. Les limites du WLE entraînent une sélection inappropriée des cibles de biopsie, ou une résection partielle/inutile, affectant négativement le taux de survie ou provoquant une déficience fonctionnelle supplémentaire pour le patient.

Les procédures mini-invasives pour le cancer du larynx peuvent bénéficier énormément de l'introduction de techniques d'endoscopie chirurgicale complémentaires qui améliorent le contraste associé aux pathologies dans le flux de travail clinique. La technique idéale fournirait une solution d’imagerie en temps réel, haute définition, à grand champ et sans étiquette, pour faciliter une détection rapide du cancer et des conseils opératoires clairs6. Il existe plusieurs techniques biophotoniques émergentes prometteuses, notamment l'endomicroscopie confocale à fluorescence et l'endomicroscopie non linéaire pour la visualisation des tissus au niveau cellulaire7,8,9,10,11, la tomographie endoscopique par cohérence optique pour l'identification de l'architecture tissulaire12,13,14,15, 16, spectroscopie endoscopique de diffusion de la lumière pour la détection de la morphologie cellulaire17,18,19 et ainsi de suite. Ceux-ci utilisent soit une détection ponctuelle (dans la direction latérale), soit une imagerie dans un champ de vision submillimétrique et nécessitent un échantillonnage ou un mécanisme de balayage ad hoc supplémentaire au sein d'un système d'endoscope pour couvrir une zone plus large. Il est difficile d'acquérir des images haute définition avec une zone de couverture raisonnablement large comparable à la WLE ou à l'œil nu en temps réel, ce qui limite la capacité de ces techniques à détecter des scènes chirurgicales en mouvement et en déformation et entraîne des difficultés dans l'enregistrement des informations extraites de celles-ci. techniques avec le point de vue des chirurgiens sur les tissus et les outils chirurgicaux.