离体肺切除标本的光学频率域成像：实现图像与组织病理学一对一相关性

使用与标准支气管镜进入端口兼容的细长柔性导管进行支气管内OCT或OFDI检查。将支气管镜推进至气管支气管树的目标气道，然后通过支气管镜的工作通道将OFDI导管送入气道以采集图像。

OFDI导管的内层光学核心在外部透明鞘管内旋转并同时向后回撤，以获取三维OFDI数据。由麻省总医院Sudor实验室开发了一种基于针式的OFDI导管，可与常规用于获取外周病灶组织样本的经支气管针具兼容。将支气管镜经气道推进至目标病灶位置。

将OFDI导管安全回撤至经支气管针内后，将针插入病灶。随后回撤针体，使OFDI导管留置于原位。与经支气管内OFDI类似，经支气管OFDI导管的内部光学核心在外部透明鞘管内边旋转边向后回撤，以生成三维OFDI图像。

体内获取的数据组织病理学对应样本仅包含少量活检片段，难以与大范围的OFDI数据集进行关联。因此，在体内环境下难以明确建立肺部病理的特定影像学特征。本方案的总体目标是利用离体组织获得精确一一对应的OFDI与组织学相关性，这对于以组织学作为金标准来准确评估OFDI中观察到的特征至关重要。

一旦特定的成像标准通过与一对一匹配的组织病理学进行体外验证，便可将这些标准应用于体内成像研究。该技术的主要优势在于能够实现成像与组织病理学之间的直接关联，从而增强对影像特征的解读。为实验准备光学频率域成像（OFDI）系统时，首先开启成像系统，然后设定并记录适当的成像参数。

将导管连接至旋转连接器和回撤装置。该定制导管的直径为0.8毫米。旋转导管并检查图像质量，用戴着手套的指尖确认图像是否聚焦，且信噪比是否足够。

开始组织制备操作时，将一张桌面用的一次性吸水垫放置在实验台上，并将肺组织标本置于垫上。由于在获取患者组织方面存在排程困难，本视频演示中将使用猪组织。

在肺门处确定进入切除标本的支气管气道。使用注射器内孔清除气道内可见的黏液。触诊标本的外表面，以确定目标气道或病灶的位置。

沿探头方向打开气道，直至在气道黏膜下可见或可触及目标病灶，使用棉签进行触诊确认。仔细清除覆盖在病灶上方气道黏膜的血液或黏液。将OFDI导管置于气道黏膜上方，获取图像。

目的是确认病灶位于气道黏膜下方，并确定用于组织学对照的高质量成像感兴趣区域。在气道内选定感兴趣区域后，沿期望的成像线在组织上选择两个点。在本示例中，这两个点将与气道的纵轴平行。

在OFDI和组织学图像上使墨水标记可见可能具有挑战性，因此我们同时使用针孔标记和墨水标记，以确保在这两种技术中均能观察到标记点。选定两个标记点后，将细尖的开放式针头浸入组织标记染料中，用纱布小心擦去针头外表面多余的染料，仅保留针管内部的组织标记染料，然后沿成像路径，在选定位置垂直于气道黏膜穿刺组织。以相同方式在气道黏膜上标记第二个点，确保第二个点与第一个点之间的距离不超过1.5厘米。

如果墨水从穿刺部位向黏膜表面扩散，可使用棉签小心去除多余的墨水。根据所需结果，也可将两点标记平行于气道的环周方向进行标记，如此处所示。为成像组织，将OFDI导管分别置于每个墨水标记处进行成像，以确保标记在OFDI图像中清晰可见。

标记应表现为组织结构内的局灶性中断，伴有上方高散射颗粒及下方信号快速衰减，这与穿刺部位内的墨水颗粒相对应。在此猪气道的OFDI图像中，两个墨水标记均由星号标示。将导管平行放置于气道黏膜表面的两个墨水标记上，使导管光学部分覆盖第一个墨水标记以外的组织区域。

继续采集OFDI回撤图像，查看OFDI回撤图像，确保成像中可见两个墨迹标记，并在采集组织前检查是否存在运动伪影。在气道黏膜组织上距离成像回撤时首先出现的墨迹标记0.3厘米处放置一个绿色墨点。此标记用于确定成像扫描的起始方向。

现在去除包含两个黑色墨水标记和一个绿色墨水标记的周围组织。将组织修剪至适合标准组织学处理盒的大小。将组织放入组织学处理盒中，并用10%福尔马林固定至少48小时。

随后，按照方案文本中所述的方法对组织进行处理。以下是在机械通气条件下从猪气道获取的活体图像，展示了光学频率域成像（OFDI）的典型结果。图A为近端气道的OFDI横截面图像，图B为远端气道的OFDI横截面图像。

图E为气道的OFDI纵向截面，从左侧近端到右侧远端；图C为图E中红色高亮区域的高倍放大图像；图D为图E中绿色高亮区域的高倍放大图像。导管直径为0.8毫米，刻度线表示0.5毫米的间隔。尽管在OFDI图像中可以分辨出气道壁的不同层次以及肺泡附着结构，但在缺乏直接匹配的组织学对照的情况下，难以精确解释OFDI信号所对应的解剖结构。E代表上皮层，lp代表固有层，SM代表黏膜下层，C代表软骨，a代表肺泡附着结构。

通过本演示的方案，可实现OFDI与组织学之间的精确对应。该猪气道的OFDI图像与经H和E染色的组织切片组织学结果显示出精确的对应关系。星号标示出在呼吸上皮上可见的黑色墨水标记。

气道分层可在 H&E 染色和三色 RME 染色中观察到。此处展示了 OFDI 图像的高倍放大视图，并对应显示了 H&E 染色和三色 RME 染色的组织学图像。E 代表呼吸上皮，el 代表致密的胶原和弹性组织，SM 代表平滑肌 C。G 为软骨环，D 为进入上皮的唾液腺导管。平滑肌呈不连续散在的纤维状，因此在 OFDI 中无法辨识。

同样，在人体气道中通过组织标记展示了OFDI与组织学之间的精确对应关系。在此人体近端气道的OFDI图像中，两个墨水标记均可见，并以星号标示。在H&E染色和三色染色的组织切片组织学图像中，H&E染色部分也显示出与之精确对应的结构。

黑色墨水标记在呼吸上皮可见，由星号指示，显示为OFDI图像及相应组织学的高倍放大视图。插图中显示了经H&E和三色染色的结果。E表示呼吸上皮，lp表示固有层，G表示唾液腺组织，C表示软骨环，pc表示人呼吸道中的软骨膜。

可见典型的分层结构。在疏松结缔组织中散在分布着红色染色的平滑肌束，如图C和F所示，这些平滑肌未形成连续的条带，因此在OFDI中不表现为明显的分层结构。这两幅图像展示了人体远端气道的OFDI成像结果及其精确对应的组织学H&E染色切片。

呼吸上皮表面可见的黑色墨水标记由星号指示，肺泡附着点由 a 指示，表现为信号强烈的网状肺泡壁，其间为信号缺失的肺泡腔。固有层内的血管腔隙亦表现为信号缺失结构，其下方伴有轻度阴影，由箭头指示。E 为上皮，LP 为固有层。

OFDI 固有的高速采集速率可实现大范围成像。数据可同时以横截面和纵向视图显示，从而提供有关组织的额外结构信息。一旦利用该技术建立了成像特征，这些成像特征即可用于解读尚无匹配组织学结果的成像区域。

该技术提供了一种将成像特征与直接配准的组织学结果进行关联解读的方法。尽管本技术以OFDI和肺组织为例进行了演示，但其可应用于多种成像技术和组织类型。一旦通过该技术确立了正常组织与病变组织的成像特征，这些成像特征便可进一步用于体内图像的解读，即使在无法获得直接对应组织学结果的情况下亦可应用。