Name: Optical Frequency Domain Imaging der Ex vivo Pulmonary Resektionsproben: Beziehen One to One Image to Histopathologie Correlation (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2013-01-22T12:00:00.000+00:00
Duration: 14 min 21 s
Description: Erfahren Sie die optische Frequenzbereichs-Bildgebung ex vivo pulmonaler Resektionsproben mit direkter Histologie-Korrelation. Diese Methode ermöglicht präzise Bild-zu-Gewebe-Zuordnung für verbesserte Diagnostik.

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Die Autoren danken Herrn Sven Holder und Mr. Stephen Conley für ihre wertvolle Hilfe in dieser Studie danken. Diese Arbeit wurde zum Teil durch die National Institutes of Heath [Grant Anzahl R00CA134920] finanziert und die American Lung Association [Grant Anzahl RG-194.681-N]. NinePoint Medical Inc. gesponsert, die Kosten für die Veröffentlichung mit dieser Handschrift verbunden.

Ein. Imaging System Die technischen Details OFDI wurden zuvor 4-6 beschrieben. Umlaufende OFDI wurde Bildgebung Geschwindigkeiten zwischen 25 und 100 Bildern pro Sekunde und zwischen 512 und 2.048 axiale Tiefe Profile pro kreisförmigen Querschnitt Bild durchgeführt. Individuelle 2,4 Fr (0,8 mm Durchmesser) Schrägspuraufzeichnung Kathetern in dieser Studie verwendet wurden entworfen, um durch den Zugangsanschluss von Standard Bronchoskope betreiben. Die Katheter bestand aus einem inneren optischen Kern, um das Licht auf die bronchiale Wand und einem Einweg-Außenmantel konzentrieren. Der Katheterkörper blieb während der Bildgebung stationär, während der innere Kern rotierte mit einer Geschwindigkeit zwischen 25 und 100 Hz und bei einer Rückkehrbewegung übersetzte Geschwindigkeit von zwischen 1,25 und 5 mm / sec. Die axiale Auflösung des Systems betrug 6 mm im Gewebe und zur Verfügung gestellt ein Bild angefangen Tiefe von 7,3 mm 4-6. Katheter-basierte OFDI wurde in dieser Studie durchgeführt, um in vivo bronchoskopischen OFDI (Fi replizierenBild 1). Jedoch kann dieses Protokoll auch zur Bilderzeugung mit einem Tischgerät optischen Systems (Abb. 3 und 4) angewendet werden. 2. Imaging System Set-up <ol><li> Schalten Sie Imaging-System </li><li> Set und aufzeichnen Bildparameter (Drehzahl, Pullback Geschwindigkeit, Bildaufnahmerate, etc). Für die OFDI Bildgebungssystem in dieser Studie verwendet wurden Bilder bei 10-50 fps erhalten. </li><li> Bringen Katheter Dreh Kreuzung und Pullback-Gerät. </li><li> Spin Katheter und prüfen Bildqualität. Passen Systems Ausrichtung und Abstand nach Bedarf. </li></ol> 3. Gewebepräparation <ol><li> Legen Sie eine Tischplatte Wegwerfsaugkissen auf dem Tisch und setzen Lungenkrebs Probe auf Pad. </li><li> Wenn Bildgebung eine chirurgische ex vivo Probe von einem Patienten, unbedingt die Pathologie zu konsultieren, um sicherzustellen, dass alle Resektionsränder (Bronchial-, Gefäß-und Parenchymzellen Margen) bewertet wurden, dokumentiert und / oder durch eine patho entferntlogist. </li><li> Identifizieren Sie die bronchiale Atemwege in die Resektion Probe am Hilus. Entfernen Sie alle sichtbaren Schleim in den Atemwegen mit einer Spritze trug. Falls erforderlich, fügen Sie eine längere Segment Kunststoffschlauch an der Spritze trug zum Absaugen tiefer in den Atemwegen. </li><li> Abtasten die äußere Oberfläche der Probe, um die Läsion von Interesse zu identifizieren. </li><li> Mit einem feinen Metall-Sonde, behutsam durch den Bronchialbaum navigieren, bis in der Nähe der Läsion von Interesse. </li><li> Öffnen Sie die Atemwege entlang der Sonde, bis die Läsion von Interesse ist sichtbar oder spürbar unter der Schleimhaut der Atemwege. </li><li> Entfernen Sie vorsichtig Blut oder Schleim aus den Atemwegen Schleimhaut über der Läsion mit einem Wattestäbchen. </li><li> Platzieren Sie die OFDI Katheters oberhalb der Schleimhaut der Atemwege und erhalten ein Bild zu bestätigen, die Läsion zugrundeliegenden Schleimhaut der Atemwege und eine hohe Bildqualität Region von Interesse für die Histologie Korrelation zu ermitteln. </li></ol> 4. Tissue Kennzeichnung <ol> &lt;li&gt; Wählen Sie die Region von Interesse in den Atemwegen auf früheren bildgebenden Befunde in Schritt 3,8 basiert. </li><li> Wählen zwei Punkten auf dem Gewebe entlang der gewünschten Linie der Bildgebung. Zug, kann parallel zu der Längs-(2) oder Umfangsrichtung (Abbildung 3) Aspekt der Atemwege, je nach gewünschten Ergebnisse entweder. Raum Punkte nicht mehr als 1,5 cm voneinander entfernt, so daß der Abschnitt des Gewebes können in einem Block zur Verarbeitung Histologie passen. Wenn ein Gewebe Länge von&gt; 1,5 cm erforderlich, danach das Gewebe in mehrere Länge 1,5 cm lange eingefärbt interessierenden Bereichen, um mehrere aufeinander abgestimmt Bildgebung zu schaffen: Histologie Paaren. </li><li> Tauchen Sie ein feines gekippt offene Bohrung Nadel (dh 25 Gauge 7/8 &quot;lang) in das Gewebe Kennzeichnung Farbstoff (Triangle Biomedical Sciences, Durham, NC). </li><li> Wischen überschüssige Tinte von der Außenseite der Nadel mit Gaze, Gewebe verlassen Markierungstinte nur innerhalb der Nadelbohrung. </li><li> Punktion des Gewebes senkrecht zur Schleimhaut der Atemwege an derausgewählten Punkt entlang der Bildgebung. </li><li> Wiederholen Schritte 3.3 bis 3,5 für den zweiten Punkt auf der Schleimhaut der Atemwege. </li><li> Wenn die Tinte läuft über die Schleimhautoberfläche weg von der Einstichstelle, verwenden Sie ein Wattestäbchen, um vorsichtig die überschüssige Tinte. </li><li> Entfernen Schleim oder Blut auf der Oberfläche der Schleimhaut der Atemwege mit einem Wattestäbchen, falls vorhanden. </li><li> Wenn die Tintenpunkte in Umfangsrichtung innerhalb eines Atemwegs platziert werden, ist es sinnvoll an Stift geöffnet, die beiden Seiten der Atemwege, um das Gewebe in dem Abbildungsfeld (Abbildung 3a) abzuflachen. </li></ol> 5. Imaging Tissue <ol><li> Legen Sie die OFDI Katheter über jede Tinte Marke und Image, um sicherzustellen, dass die Markierungen sichtbar sind OFDI. Markierungen sollten als fokale Unterbrechungen innerhalb der Gewebestruktur mit darüberliegenden stark streuenden Teilchen und darunterliegenden rasche Signaldämpfung, die an die Tinte Teilchen innerhalb der Punktionsstelle (Abbildung 3b, 4a, Fig. 4g entspricht erscheinen </strong&gt;). </li><li> Wenn Tinte Marke (n) nicht sichtbar sind OFDI, wiederholen Sie die Schritte von 4,3 bis 4,7 für die nicht-sichtbaren Spuren. Wenn Tinte Markierungen sichtbar OFDI sind, fahren auf 5,3 fort. </li><li> Platzieren des Katheters parallel zu den beiden Farbmarkierungen an den Luftweg Schleimhautoberfläche, so dass die Katheter Optik des Gewebes jenseits des ersten überlagern Tintenmarkierung (Abbildung 2b). Verankern des proximalen Ende des Katheters mit einem leichten Objekt und Befestigen des distalen Endes kann dazu beitragen Bewegungsartefakten. </li><li> Fahren Sie mit dem Sammeln eines OFDI Pullback. </li><li> Sehen Sie sich die OFDI Pullback Bilder, um sicherzustellen, beide Tinte Marken sind in der Bildgebung sichtbar und für Bewegungsartefakte (Abbildung 3 und Abbildung 4) zu überprüfen. Wenn die Markierungen nicht sichtbar sind, wiederholen Sie die Schritte von 5,1 bis 5,4. </li></ol> 6. Erhebung und Verarbeitung Tissue <ol><li> Platzieren einer grünen Tintenpunkt (Triangle Biomedical Sciences, Durham, NC) auf dem Luftweg Schleimhautgewebe zu orientieren der Beginn der Bildgebungs-Scan, 0,3 cm entfernt von thE-Ink-Marke, die zuerst in der Bildgebung Pullback (Abbildung 2c) erschienen. </li><li> Entfernen Gewebe umfasst die beiden schwarzen Tinte Marken und grüner Tinte Marke. Trim Gewebe in einem Standard-Histologie Verarbeitung Kassette passen. Wenn das Zerlegen von frischem Gewebe nur schwer, dann kann das Gewebe vor dem Entfernen der Gewebe für die Histologie fixiert werden. </li><li> Platz Gewebe in einem histologischen Verarbeitung Kassette und fix in 10% Formalin für mindestens 48 Stunden. </li><li> Prozess Gewebe in einem Gewebe-Prozessor, erhältlich über jede Histologie Abteilung. </li><li> Einbetten in Paraffin Gewebes derart, dass die geschnittenen Abschnitte werden parallel zu den zwei schwarzen Tinte Markierungen auf dem Luftweg Oberfläche. </li><li> Verwenden Sie ein Gewebe Mikrotom die Paraffinblock Gesicht, bis entweder eine Tinte Marke sichtbar ist oder die gesamte Gewebeschnitt sichtbar ist, je nachdem, was zuerst kommt. </li><li> Sobald beide schwarze Tinte sichtbar sind, schneiden Sie ein 5 um dicken Abschnitt und montieren auf einem Glasträger. </li><li> Weiter zu schneiden und zu montieren 5 um dicke Abschnitte jedes50 um, bis die schwarze Tinte Marken sind nicht mehr sichtbar oder die Gewebe-Enden, was zuerst eintritt. </li><li> Folgen Sie der Standard Hämatoxylin und Eosin (H &amp; E) Färbeprotokollen zu färben und Deckglas Dias. </li></ol> 7. Image Processing Wenn Bilder mit einem Tisch Scanner oder andere Scan-Technik, wo beide Farbmarkierungen in einem Querschnittsbild sichtbar waren erworben wurden, dann kann das Bild direkt mit entsprechenden histologischen korreliert werden. Wenn volumetrischen Datensätzen mit einem Schrägspurverfahren Katheters erworben wurden, werden die Bilder müssen wieder interpoliert, so dass ein einzelnes 2D-Bild sowohl Tintenmarkierungen zur Korrelation mit Histologie halbiert. Dies kann unter Verwendung ImageJ oder andere Bildverarbeitungs-Software sein. In einigen Fällen kann die Tinte nicht gut sichtbar in welchem ​​Fall benachbarte Abschnitte / Folien geprüft werden sollte.

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Beurteilung der frühen Lungenkrebs Tumoren kann äußerst schwierig sein, wegen des Mangels an Symptomen und der Unfähigkeit zu frühen neoplastischen Veränderungen radiologisch oder bronchoskopisch visualisieren. OFDI bietet in der Nähe histologische Auflösung, großflächige 3-dimensionale Ansichten des Gewebes Mikrostruktur in Echtzeit 2-6. Endobronchial OFDI wurde bei Patienten als sichere Technik, die verwendet werden, um hochauflösende volumetrischen Datensätzen über lange Atemwege Segmente in der pulmonalen Atemwege 11-13 (Animation) erhalten werden kann, demonstriert. Allerdings sind nur kleine Biopsien histopathologischen Kollegen in der In-vivo-Einstellung, die keinen angemessenen korreliert OFDI für die Entwicklung von Imaging-Kriterien für pulmonale Pathologie erhalten. Um genau zu beurteilen OFDI Funktionen in pulmonalen Bildgebung gesehen haben, ist es wichtig, genau abgestimmte Bild Histologie Korrelationen zu erhalten. Wir stellen eine einfache und effektive Methode zur präzisen, ein bis one Korrelation zwischen OFDI und Histologie angewendet Atemwege Bildgebung von ex vivo Lungenresektion Proben, die für fast jede ex vivo Gewebe Typ ist. Sobald Bildgebung Kriterien wurden ex vivo mit abgestimmt Eins-zu-Eins-Histologie hergestellt wurde, können diese Kriterien dann in vivo-Bildgebung verwendet werden. Das Gewebe Farbstoff verwendet, um die Imaging-Bereich von Interesse zu markieren ist deutlich sichtbar in beiden OFDI und Histologie. Durch die Verwendung einfacher Techniken zum Ausrichten der Gewebe kann Tinte Markierungen sowohl Bildgebung und Histologie zu erlauben 12.59 Vergleiche OFDI Merkmale und Histologie Feststellungen, die identifizierbare Abbildungseigenschaften des Gewebepathologie bestimmen korreliert werden. Die Technik ist preiswert und praktisch, wodurch es nützlich in vielen optischen bildgebenden Anwendungen. In der in vivo-Einstellung können Methoden wie Laser-Kennzeichnung für die Gewebe-Ausrichtung 25 verwendet werden. Jedoch ter geringe Größe des bronchialen Biopsie ist noch ein limitierender Faktor bei der Verwendung in vivo Studien an spezifische Bildgebung Kriterien für pulmonale Pathologie zu entwickeln. Obwohl ex vivo Studien als adäquate Alternative zu dienen in vivo Bildgebung, gibt es einige Einschränkungen. Ex vivo Lungen Proben aufgeblasenen und zeigen oft chirurgisch induzierten Atelektase, die das Aussehen der normalen alveolären Strukturen verändert. Aufblasen chirurgisch entfernten Lungengewebes mit Gewebe-Kennzeichnung für die Histologie Korrelation ist technisch anspruchsvoll, da die meisten chirurgischen Lungen-Proben nach Pathologie Gefrierschnitt Auswertung aufgenommen werden, in dem die Pleuraoberfläche gestört ist, stören Probe Inflation. Nicht-pathologischen Atelektase ist kein Artefakt in dem in vivo Einstellung gesehen, damit diese Einschränkung wäre nicht relevant für die in vivo Bildgebung pulmonale. Zusätzlich könnte Blutleere in den Gefäßen in ex vivo Proben erschweren distinguish vaskulären Strukturen von anderen Signalquellen nichtig Strukturen. Bei der in-vivo-Umgebung, wäre die Zugabe von Doppler OCT / OFDI 26-28, strukturelle OCT / OFDI bei der Identifizierung der Gefäße zu unterstützen. Bewegungsartefakten kann in vivo gesehen werden, wo sie nicht vorhanden ex vivo sind. Dies könnte potenziell problematisch in Standard-OCT-Systeme mit langsameren Abtastraten. Allerdings sind die schnellen Bildraten von OFDI Systeme, die derzeit&gt; 200 fps 29-31. Somit wird nicht erwartet, dass Bewegungsartefakt wird ein erhebliches Problem sein. Previous in vivo Oktober und OFDI bildgebenden Untersuchungen haben erfolgreiche Visualisierung von feinen Imaging-Funktionen 14,15,18,19 demonstriert. In dieser Studie haben wir volumetrische OFDI präzise Korrelation zu Gewebe-basierte Diagnostik zur Beurteilung pulmonale Pathologie demonstriert. Das beschriebene Verfahren soll exakt aufeinander abgestimmt Histologie bieten als Gold Standa verwendet werdenrd für die OFDI Bildauswertung. Sobald bestimmte Kriterien Bildgebung zur pulmonalen Pathologie entwickelt wurden und validiert ex vivo mit abgestimmt Eins-zu-Eins-Histologie, können die Kriterien dann für nachfolgende in vivo Bildgebung werden mit der Verwendung einer bronchialen Biopsie aufgebracht als Goldstandard Beurteilung der bildgebenden Eigenschaften gesehen. Diese Technik wird als Anwendung zur pulmonalen Resektionsproben präsentiert, sondern kann an fast jeder Gewebetyp, die genaue Bildgebung Histologie Korrelation erforderlichen feinen bildgebenden Eigenschaften von beiden normalen und pathologischen Geweben zu bestimmen bereitzustellen aufgebracht werden.

<table border="1"><tbody><tr><td> Name des Reagenzes </td><td> Firma </td><td> Katalog-Nummer </td><td> Kommentare (optional) </td></tr><tr><td> Tissue Kennzeichnung Farbstoff </td><td> Triangle Biomedical </td><td> TMD-BK, TMD-G </td><td></td></tr></tbody></table>

optical frequency domain imaging der<em&gt; ex vivo</em&gt; pulmonary resektionsproben: beziehen one to one image to histopathologie correlation

Optical Frequency Domain Imaging of Ex vivo Pulmonary Resection Specimens: Obtaining One to One Image to Histopathology Correlation

Lungenkrebs ist die führende Ursache der durch Krebs verursachten Todesfälle 1. Plattenepithelkarzinom und kleinzelligen Karzinomen entstehen typischerweise in Verbindung mit dem leitenden Atemwege, während Adenokarzinome sind typischerweise in mehreren peripheren Lage. Lung Malignität Erkennung im Frühstadium der Krankheit Prozess kann schwierig sein, aufgrund mehrerer Einschränkungen: radiologische Auflösung bronchoskopischen Einschränkungen bei der Beurteilung Gewebe zugrunde liegenden Schleimhaut der Atemwege und Identifizierung frühen pathologischen Veränderungen und geringen Stichprobengröße und / oder unvollständige Probenahme in der Histologie Biopsien. Hochauflösende bildgebende Verfahren, wie z. B. optische Frequenzbereich Bildgebung (OFDI) bieten nicht-destruktiv, großflächige 3-dimensionale Ansichten des Gewebes Mikrostruktur bis zu einer Tiefe nähert 2 mm in Echtzeit (Abbildung 1) 2-6. OFDI wurde in einer Vielzahl von Anwendungen verwendet worden, einschließlich der Bewertung der koronaren Atherosklerose 6,7 und Speiseröhrenkrebs intestinale Metaplasie und Dysplasie <sup&gt; 6,8-10. Bronchoskopischen Oktober / OFDI hat als sicherer In-vivo-Imaging-Tool für die Auswertung der pulmonalen Atemwege 11-23 (Animation) demonstriert. Oktober hat der pulmonalen Atemwege 16,23 und Parenchym 17,22 von Tiermodellen und in vivo menschlichen Atemwege 14,15 beurteilt. OCT-Bildgebung von normalen Atemweg hat Visualisierung von Atemwegs Schichtung und alveolären Arbeitsgeräte demonstriert und Auswertung von dysplastischen Läsionen gefunden nützlich bei der Unterscheidung von Typen Dysplasie im Bronchialschleimhaut 11,12,20,21. OFDI Bildgebung Bronchialschleimhaut hat in einer kurzen bronchiale Segment (0,8 cm) 18 nachgewiesen. Darüber hinaus hat volumetrische OFDI über mehrere Atemwege Generationen in Schweinen und Menschen pulmonalen Luftwege in vivo 19 beschrieben. Endobronchial Oktober / OFDI wird typischerweise unter Verwendung dünnen, flexiblen Katheter, die kompatibel mit Standard bronchos sindcopic Access Ports. Zusätzlich haben OCT und OFDI Nadel-basierte Sonden vor kurzem entwickelt worden, was zu Bildbereiche der Lunge über den Atemweg Wand oder Pleuraoberfläche 17 verwendet werden. Während OCT / OFDI verwendet worden ist und gezeigt wie möglich für die in vivo Bildgebung pulmonale, keine Studien mit genau Eins-zu-Eins-OFDI Wetten: Histologie wurden nicht durchgeführt. Daher müssen spezielle Kriterien für verschiedene bildgebende pulmonalen Erkrankungen noch entwickelt werden. Histopathologischen Gegenstücke in vivo erhaltenen bestehen nur kleine Biopsie-Fragmenten, die nur schwer mit großen OFDI Datensätze korreliert sind. Zusätzlich bieten sie nicht die umfassende Histologie auf Anmeldung großvolumigen OFDI benötigt. Als Ergebnis können bestimmte Merkmale der bildgebenden pulmonale Pathologie nicht in der in vivo-Umgebung entwickelt werden. Genau abgestimmt ist one-to-one OFDI und Histologie Korrelation wichtig, genau zu beurteilen Funktionen in O gesehenFDI gegen Histologie als Goldstandard, um daraus bestimmte Bildinterpretation Kriterien für pulmonale Neoplasmen und andere Lungenerkrankungen Pathologien. Sobald bestimmte Kriterien Bildgebung entwickelt wurden und validiert ex vivo mit abgestimmt Eins-zu-Eins-Histologie, dann können sich die Kriterien zur in vivo Bildgebung angewendet werden. Hier präsentieren wir eine Methode zur präzisen, 12.59 Korrelation zwischen hochauflösenden optischen Bildgebung und Histologie in ex vivo Lungenresektion Proben. In diesem Manuskript, beschreiben wir die Techniken verwendet, um OFDI Bilder Histologie überein. Allerdings ist diese Methode nicht spezifisch für OFDI und kann zur Histologie-registrierten Bilder für jede optische Abbildungstechnik zu erhalten. Wir führten Atemwege centered OFDI mit einem spezialisierten custom built bronchoskopischen 2,4 Französisch (0,8 mm Durchmesser) Katheter. Gewebeproben wurden mit Gewebe Farbstoff sichtbar sowohl OFDI und Histologie markiert. Eine sorgfältige Ausrichtung Verfahren wurden verwendet, um präzise korrelieren imaGing und histologische Entnahmestellen. Die Techniken in diesem Manuskript beschrieben wurden verwendet, um die erste Demonstration der volumetrischen OFDI präzise Korrelation zu Gewebe-basierte Diagnose durchführen zur Beurteilung pulmonale Pathologie 24. Diese einfache, effektive Technik kann auf andere Gewebetypen erweitert werden, um genaue Darstellung der Histologie Korrelation notwendig, um feine Imaging-Funktionen des normalen und erkrankten Gewebe zu bestimmen bieten.

Die schwarze Tinte Markierungen sollte zwischen 1 - 1,5 cm auseinander, um die Imaging-Bereich von Interesse anzuzeigen. Die grüne Tinte Marke sollte zu Beginn des Bildgebungsabtastung platziert werden, bevor der erste schwarze Tinte Marke zu orientieren der Probe (Abbildung 2 und Abbildung 3a). Tissue Farbmarkierungen sichtbar sein soll sowohl OFDI Bildgebung und Histologie (Abb. 3 und 4). Im normalen Schweinen (Abbildung 3) und menschlichen Atemwege (Abbildung 4), die typische Atemwege Schichtung sichtbar sein. Das Epithel (E) sichtbar ist als dünne, mäßig signalisieren dichte, homogene Schicht auf der luminalen Aspekt der Atemwege. Die Lamina propria besteht aus organisierten Signal-intensiv, um Signal-armen Gewebe, entsprechend den verschiedenen Komponenten der Lamina propria (LP), wie beispielsweise intensives Signal Bindegeweben einschließlich Elastin und Kollagen (EL), und Signalleitungen Armen Speicheldrüsen-Typ Drüsengewebe (G ). Es gibt gelegentlich sichtbares Signal schlechte Kanäle (D) Durchlaufen der Atmungbor Epithel mit dem Bronchiallumen verbinden. Glatte Muskelzellen erscheint als diskontinuierliche, durchsetzt glatten Muskulatur Faszikel und ist somit nicht erkennbar in OFDI. Auf der H &amp; E und Trichrom Flecken können Atemweg Schichtung visualisiert werden (3c, 3d, 3f, 3g, 4b, 4c, 4e und 4f), wo am Trichrom die oberflächlichen dichten elastischen und kollagenen Geweben erscheinen tiefblaue und die darunter liegende glatte Muskelzellen Flecken rot (SM). Knorpelspangen (C) erscheint als Signal Armen sichelförmigen Strukturen mit definierten Grenzen, die in dem Luftweg Schweinen überlappen und nicht im menschlichen Atemweg überlappen. Das Perichondrium umgebenden Knorpelspangen erscheint als eine dünne Schicht von Signal intensiven Gewebe umfassend die Signal Armen Knorpelspangen. In der peripheren menschlichen Luftwege (Abbildung 4g und 4h), alveoläre Ausrüstung (A) sind so dünn, Signal intensiven gitterartigen Alveolarwände mit Signal ungültig Alveolarräume. Vascular Räume innerhalb der Lamina propria sind visible erscheint danach als Signal nichtig linearen oder kreisförmigen Strukturen mit milden zugrunde liegende Verschattung Artefakt (Pfeile). <img alt="Abbildung 1" src="/files/ftp_upload/3855/3855fig1.jpg" /> Abbildung 1. OFDI von Schweinen Atemwege. In vivo Bilder von einer Schweinegrippe Atemwege unter mechanischer Beatmung erhalten. (A) ODFI Querschnitt proximalen Atemweg. (B) OFDI Querschnitt distalen Atemweg. (C) ODFI Längsschnitt proximalen Atemwege, höherer Vergrößerung Bild Panel e rot markierten Bereich. (D) OFDI Längsschnitt distalen Atemwege, höherer Vergrößerung Bild Panel e grün hervorgehoben Region. (E) ODFI Längsschnitt Atemweg von proximal nach distal (links nach rechts). Katheter Durchmesser 0,8 mm und Markierungen repräsentieren 0,5 mm-Schritten. Obwohl verschiedene Schichten des Atemwegswand und alveolaren Anhänge in den OFDI Bilder erkennbar sind, ist es schwierig, genau zu interpretieren den anatomischen correlate der OFDI Signale ohne direkt registriert Histologie. e: Epithel, lp: Lamina propria sm: Submukosa, c: Knorpel, a: alveoläre Anhänge. <img alt="Abbildung 2" src="/files/ftp_upload/3855/3855fig2.jpg" /> Abbildung 2. Gewebemarkiervorrichtung von Schweinen Atemweg. (A) Das Atemwege mit zwei schwarzen Tinten Markierungen auf der luminalen Oberfläche gelegt parallel zur Längsachse Aspekt der Atemwege, 1,5 cm auseinander liegen. (B) OFDI Katheter über zwei schwarze Tinte platziert markiert, um beide Marken im OFDI Pullback gehören. (C) mit zusätzlichen grünen Airway Tintenmarkierung zu orientieren der Beginn der Bildgebungs-Scan auf der Probe. <img alt="Abbildung 3" fo:content-width="6in" fo:src="/files/ftp_upload/3855/3855fig3highres.jpg" src="/files/ftp_upload/3855/3855fig3.jpg" /> Abbildung 3. OFDI und Histologie von Schweinen Atemwege demonstrieren genaue corBezug Verwendung Gewebemarkiervorrichtung. (a) Das Atemwege mit zwei schwarzen Tinten Markierungen auf der luminalen Oberfläche, die parallel zur Umfangsrichtung Aspekt der Atemwege. Pins werden verwendet, um weiter zu öffnen die Atemwege (Pfeile). (B) OFDI von Schweinen Atemwege sowohl mit Tinte markiert sichtbar (Sternchen) mit (c) genau korreliert Histologie gefärbt mit H &amp; E (Sternchen: schwarze Tinte markiert sichtbar respiratorischen Epithel) und (d) korrelierten Trichromfärbung. Maßstab: 2 mm. (E) Höhere Vergrößerung Blick OFDI Bild mit (f) entsprechende Histologie mit H &amp; E gefärbt und (g) korrelierten Trichromfärbung. E: Respirationsepithel, EL: dichtes kollagenen und elastischen Geweben, SM: glatten Muskulatur, C: Knorpelspangen (histologische Artefakt in künstlichem Knorpel Trennung der Ringe geführt), G: Speicheldrüse Gewebe, D: Speichelgangs Eingabe Epithel. Maßstab: 250 um. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/3855/3855fig3large.jpg" target="_blank">Klicken Sie hier für eine größere Abbildung zu sehen</a> . <img alt="Abbildung 4" fo:content-width="4.75in" fo:src="/files/ftp_upload/3855/3855fig4highres.jpg" src="/files/ftp_upload/3855/3855fig4.jpg" /> Abbildung 4. OFDI und Histologie der menschlichen Atemwege demonstriert präzise Korrelation mit Markierung im Gewebe. (A) OFDI der menschlichen proximalen Atemwege sowohl mit Tinte markiert sichtbar (Sternchen). (B) Genau korreliert Histologie gefärbt mit H &amp; E mit schwarzer Tinte markiert sichtbar respiratorischen Epithel (Sternchen) und (c) korrelierten Trichromfärbung. Maßstab: 2 mm. (D) Höhere Vergrößerung Blick OFDI Bild und (e) entsprechende Histologie mit H &amp; E und (f) Trichrom gefärbt. Maßstab: 250 um. E: respiratorischen Epithel, LP: Lamina propria, G: Speicheldrüse Gewebe, C: Knorpelspangen, PC: Perichondrium. In den Atemwegen des Menschen, ist typisch Schichtung sichtbar. Innerhalb des lockerem Bindegewebe, werden dort Faszikel roten Färbung glatten Muskulatur durchsetzt (SM, Paneele c und f), Die bilden keinen kontinuierlichen Band und damit nicht sichtbar sind als eigenständige Schicht in OFDI. (G) OFDI menschlichen Atemweg distalen und (h) genau korreliert H &amp; E Histologie mit schwarzer Tinte Markierungen sichtbar Respirationsepithel (Sternchen). Maßstab: 2 mm. Alveolar Anhänge (A) sind sichtbar als Signal intensive gitterartigen Alveolarwände mit Signal nichtig Alveolarräumen. Vascular Räume innerhalb der Lamina propria sind auch sichtbar als Signal-void Strukturen zugrunde liegenden milden Shadowing (Pfeile).

Eine Methode, um Bild<em&gt; Ex vivo</em&gt; Pulmonalen Resektionsproben mit optischen Frequenzbereich Bildgebung (OFDI) und erhalten genaue Korrelation mit Histologie beschrieben, was wesentlich ist, um die Entwicklung spezifischer OFDI Auslegungskriterien für pulmonale Pathologie. Dieses Verfahren ist anwendbar auf andere Gewebetypen und Imaging-Techniken, um genaue Darstellung der Histologie Korrelation für genaues Bild Interpretation und Beurteilung erhalten. Imaging Kriterien mit dieser Technik hergestellt wäre dann für Bildauswertung in Zukunft<em&gt; In vivo</em&gt; Studien.

Optical Frequency Domain Imaging der<em&gt; Ex vivo</em&gt; Pulmonary Resektionsproben: Beziehen One to One Image to Histopathologie Correlation

Lungenkrebs ist die häufigste Todesursache im Zusammenhang mit Krebserkrankungen1. Plattenepithelkarzinome und kleinzellige Karzinome entstehen typischerweise in Verbindung mit den leitenden...

Die endobronchiale OCT oder OFDI wird mithilfe dünner, flexibler Katheter durchgeführt, die mit Standard-Zugangsports eines Bronchoskops kompatibel sind. Das Bronchoskop wird innerhalb des tracheobronchialen Baums bis zum gewünschten Bronchialabschnitt vorgeschoben. Anschließend wird der OFDI-Katheter durch den Arbeitskanal des Bronchoskops in den Bronchialabschnitt vorgeschoben, um Bilder aufzunehmen.Der innere optische Kern des OFDI-Katheters wird innerhalb der äußeren transparenten Hülle gedreht und gleichzeitig zurückgezogen, um dreidimensionale OFDI-Daten zu erzeugen. Ein nadelförmiger OFDI-Katheter wurde vom Sudor-Labor am Massachusetts General Hospital entwickelt und ist kompatibel mit Standard-Transbronchialnadeln, die routinemäßig zur Entnahme von Proben aus peripheren Massen verwendet werden. Das Bronchoskop wird innerhalb der Atemwege bis zur Zielmasse vorgeschoben.Wenn der OFDI-Katheter sicher in die transbronchiale Nadel zurückgezogen ist, wird die Nadel in die Masse eingeführt. Anschließend wird die Nadel zurückgezogen, wobei der OFDI-Katheter an Ort und Stelle verbleibt. Wie beim endobronchialen OFDI wird der innere optische Kern des transbronchialen OFDI-Katheters innerhalb der äußeren transparenten Hülle gedreht und gleichzeitig zurückgezogen, um eine dreidimensionale OFDI-Aufnahme zu erzeugen.Die in vivo gewonnenen histopathologischen Gegenstücke bestehen lediglich aus kleinen Biopsieproben, die schwer mit umfangreichen OFDI-Datensätzen zu korrelieren sind. Daher lassen sich spezifische bildgebende Merkmale der Lungenerkrankung im in-vivo-Setting nur schwer entwickeln. Das übergeordnete Ziel dieses Protokolls besteht darin, exakt übereinstimmende, eins-zu-eins-Korrelationen zwischen OFDI und Histologie an ex-vivo-Gewebe zu erhalten, was entscheidend ist, um die in der OFDI beobachteten Merkmale präzise anhand der Histologie als Goldstandard zu bewerten.Nachdem spezifische bildgebende Kriterien ex vivo mit einer eins-zu-eins-korrespondierenden Histologie entwickelt und validiert wurden, können diese Kriterien anschließend auf in-vivo-Bildgebungsstudien angewendet werden. Der Hauptvorteil dieser Technik besteht darin, dass eine direkte Korrelation zwischen Bildgebung und Histologie ermöglicht wird, wodurch die Interpretation bildgebender Merkmale verbessert wird. Um das System für die optische Frequenzbereichsbildgebung oder OFDI für das Experiment vorzubereiten, schalten Sie zuerst das Bildgebungssystem ein und stellen anschließend geeignete Bildgebungseinstellungen ein und dokumentieren diese.Schließen Sie den Katheter an die Drehverbindung und die Rückzugsvorrichtung an. Dieser speziell angefertigte Katheter hat einen Durchmesser von 0,8 Millimetern. Drehen Sie den Katheter und überprüfen Sie die Bildqualität, indem Sie mit einer behandschuhten Fingerspitze sicherstellen, dass ein scharfes Bild vorhanden ist und das Signal-Rausch-Verhältnis ausreichend ist.Um mit dem Verfahren zur Gewebepräparation zu beginnen, legen Sie eine handliche, entsorgbare absorbierende Unterlage auf die Arbeitsfläche und platzieren Sie die Lungenprobe auf der Unterlage. Aufgrund von Terminschwierigkeiten bei der Gewinnung von Gewebe von Patienten wird Schweinegewebe verwendet. In dieser Videodemonstration.Identifizieren Sie die bronchiale Atemwegsstruktur, die am Hilus in das Resektionspräparat eintritt. Entfernen Sie mit einer Spritzenkanüle jeglichen sichtbaren Schleim aus dem Atemweg. Tasten Sie die äußere Oberfläche des Präparats ab, um einen Atemweg oder die interessierende Läsion zu identifizieren.Öffnen Sie die Atemwege entlang der Sonde, bis die Läsion unter der Atemwegsschleimhaut mit einem Wattestäbchen sichtbar oder tastbar ist. Entfernen Sie vorsichtig Blut oder Schleim von der Atemwegsschleimhaut über der Läsion. Platziern Sie den OFDI-Katheter über der Atemwegsschleimhaut und gewinnen Sie ein Bild.Dies dient dazu, zu bestätigen, dass sich die Läsion unterhalb der Atemwegsschleimhaut befindet, und um eine hochwertige bildgebende Region von Interesse für die histologische Korrelation zu identifizieren. Nach der Auswahl des Bereichs von Interesse in den Atemwegen wählen Sie zwei Punkte im Gewebe entlang der gewünschten Bildgebungslinie aus. In diesem Beispiel werden die Punkte parallel zur longitudinalen Ausrichtung der Atemwege gesetzt.Die Sichtbarmachung der Farbmarkierungen sowohl in der OFDI als auch in der Histologie kann schwierig sein, weshalb wir sowohl Nadelmarkierungen als auch Farbe verwenden, um die Markierungen bei beiden Verfahren erkennen zu können. Sobald die beiden Punkte ausgewählt sind, tauchen Sie eine feine Hohlnadel mit offener Spitze vorsichtig in die Gewebefarbe ein und wischen Sie überschüssige Farbe mit Mull vom äußeren Nadelbereich ab, sodass sich die Gewebefarbe nur innerhalb der Nadelspitze befindet. Stechen Sie dann senkrecht zur Atemwegsschleimhaut am gewählten Punkt entlang der Bildgebungslinie in das Gewebe. Markieren Sie auf dieselbe Weise den zweiten Punkt an der Atemwegsschleimhaut und stellen Sie sicher, dass der zweite Punkt nicht mehr als 1,5 Zentimeter vom ersten Punkt entfernt ist.Wenn die Tinte über die Schleimhautoberfläche weg von der Einstichstelle läuft, verwenden Sie einen mit Watte abgeschlossenen Applikator, um überschüssige Tinte vorsichtig zu entfernen. Abhängig vom gewünschten Ergebnis können die beiden Punkte auch parallel zur zirkumferentiellen Ausrichtung der Atemwege gesetzt werden, wie hier gezeigt. Um das Gewebe abzubilden, platzieren Sie den OFDI-Katheter über jede Tintenmarkierung und nehmen Sie eine Aufnahme auf, um sicherzustellen, dass die Markierungen auf der OFDI sichtbar sind.Die Markierungen sollten als fokale Störungen innerhalb der Gewebestruktur erscheinen, mit darüberliegenden stark streuenden Partikeln und einer darunterliegenden schnellen Signalabschwächung, was den Tintenpartikeln an der Einstichstelle entspricht. In diesem OFDI-Bild der Schweineluftwegen sind beide Tintenmarkierungen mit einem Sternchen gekennzeichnet. Platziere den Katheter parallel zu den beiden Tintenmarkierungen auf der Schleimhautoberfläche der Atemwege, sodass die Katheteroptik das Gewebe jenseits der ersten Tintenmarkierung überdeckt.Fahren Sie mit der Aufnahme einer OFDI-Pullback-Ansicht fort, und überprüfen Sie die OFDI-Pullback-Bilder, um sicherzustellen, dass beide Tintenmarkierungen in der Bildgebung sichtbar sind, und prüfen Sie vor der Gewebegewinnung auf Bewegungsartefakte. Setzen Sie einen grünen Tintenpunkt 0,3 Zentimeter entfernt von der Tintenmarkierung auf das Atemwegsschleimhautgewebe, die zuerst in der bildgebenden Pullback-Ansicht erscheint. Dies dient der Orientierung des Beginns der Bildgebungsaufnahme.Entfernen Sie nun das Gewebe, das die beiden schwarzen Tintenmarkierungen und die grüne Tintenmarkierung umgibt. Schneiden Sie das Gewebe so zurecht, dass es in eine Standard-Histologiekassette passt. Legen Sie das Gewebe in eine Histologiekassette und fixieren Sie es mindestens 48 Stunden lang in 10 % Formalin.Anschließend wird das Gewebe wie im Protokolltext beschrieben verarbeitet. Ein repräsentatives Ergebnis der OFDI wird durch diese In-vivo-Bilder gezeigt, die von der Luftwegen eines Schweins unter mechanischer Beatmung aufgenommen wurden. Abbildung A ist ein OFDI-Querschnitt der proximalen Atemwege und Abbildung B ein OFDI-Querschnitt der distalen Atemwege.Panel E zeigt einen OFDI-L&auml;ngsschnitt der Atemwege, wobei proximal links und distal rechts liegt. Panel C ist eine Aufnahme des rot hervorgehobenen Bereichs aus Panel E mit h&ouml;herer Vergr&ouml;&szlig;erung. Panel D ist eine Aufnahme des gr&uuml;n hervorgehobenen Bereichs aus Panel E mit h&ouml;herer Vergr&ouml;&szlig;erung. Der Katheterdurchmesser betr&auml;gt 0,8 Millimeter, und die Teilstriche entsprechen 0,5-Millimeter-Schritten. Obwohl verschiedene Schichten der Atemwegswand und alveol&auml;re Anh&auml;nge in den OFDI-Bildern erkennbar sind, ist es schwierig, die anatomischen Entsprechungen der OFDI-Signale pr&auml;zise zu interpretieren, ohne direkt registrierte Histologie. E kennzeichnet das Epithel, lp die Lamina propria, SM die Submukosa, C den Knorpel und a die alveol&auml;ren Anh&auml;nge.Mithilfe des hier demonstrierten Protokolls wird eine genaue Korrelation zwischen OFDI und Histologie erreicht. Dieses OFDI-Bild einer Schweineluftstraße zeigt eine präzise Übereinstimmung mit der Histologie von Gewebeschnitten, die mit H und E oderme gefärbt wurden. Die Sternchen markieren die schwarzen Tintenmarkierungen, die auf dem respiratorischen Epithel sichtbar sind.Die Schichtung der Atemwege ist in den H- und E- sowie Tri-RME-Färbungen sichtbar. Hier wird eine Ansicht der OFDI-Aufnahme mit höherer Vergrößerung gezeigt, zusammen mit der entsprechenden Histologie, die mit H und E sowie Tri RME gefärbt ist. E kennzeichnet das respiratorische Epithel, EL das dichte Kollagen- und elastische Gewebe, SM die glatte Muskulatur C. Die Knorpelringe G, das Speicheldrüsengewebe und D, der Speichelductus, der in das Epithel eintritt. Glatte Muskulatur erscheint als diskontinuierliche, verstreute Fasern und ist daher in der OFDI nicht identifizierbar.Auf ähnliche Weise wird an menschlichem Atemwegsgewebe eine exakte Korrelation zwischen OFDI und Histologie demonstriert. In diesem OFDI-Bild des menschlichen proximalen Atemwegs sind beide Tinte-Markierungen sichtbar und durch einen Sternchen markiert. Es besteht eine präzise Übereinstimmung mit der Histologie von Gewebeschnitten, die mit H und E sowie Trichrom gefärbt wurden, und zwar in der H-und-E-Färbung.Die schwarzen Tintenmarkierungen sind auf dem Atemepithel sichtbar, das durch einen Stern (*) gekennzeichnet ist; vergrößerte Ansichten des OFDI-Bildes und der entsprechenden Histologie werden gezeigt. Die mit H und E sowie TriCHRO gefärbten Proben sind in den Einzelbildern dargestellt. E kennzeichnet das Atemepithel, lp die Lamina propria, G das Speicheldrüsengewebe, C die Knorpelringe und pc das Perichondrium in der menschlichen Atemwegswand.Es ist eine typische Schichtung erkennbar. In das lockere Bindegewebe sind in den Abbildungen C und F rote, glatte Muskelanteile eingelagert, die jedoch kein durchgängiges Band bilden und daher in der OFDI nicht als eigenständige Schicht sichtbar sind. Diese beiden Bilder zeigen die OFDI-Ergebnisse eines menschlichen distalen Atemwegs sowie die exakt korrelierte histologische Aufnahme im H- und D-Färbung.Die schwarzen Tintenmarkierungen, die auf dem respiratorischen Epithel sichtbar sind, werden durch einen Stern (*) gekennzeichnet; alveoläre Anhänge, die durch einen Buchstaben a markiert sind, sind als signallintensive, gitterartige Alveolarwände mit signalfreien Alveolarräumen sichtbar. Vaskuläre Räume innerhalb der Lamina propria sind ebenfalls als signalfreie Strukturen mit darunterliegender leichter Abschattung, durch Pfeile gekennzeichnet, sichtbar. E ist das Epithel und LP ist die Lamina propria.Die hohen Aufnahmegeschwindigkeiten, die der OFDI inhärent sind, ermöglichen die Abbildung großer Bereiche. Die Daten können sowohl im Querschnitt als auch im Längsschnitt betrachtet werden, um zusätzliche architektonische Informationen über das Gewebe zu erhalten. Sobald mit dieser Technik bildgebende Merkmale etabliert wurden, können diese verwendet werden, um Bildgebungsregionen zu interpretieren, für die keine korrespondierende Histologie vorliegt.Diese Technik bietet eine Methode, bildgebende Merkmale mit direkt registrierter Histologie zu interpretieren. Obwohl diese Technik anhand der OFDI und von Lungengewebe demonstriert wurde, kann sie auf zahlreiche bildgebende Verfahren und Gewebetypen angewendet werden. Sobald die bildgebenden Merkmale von normalem und krankem Gewebe mit dieser Technik etabliert wurden, können diese anschließend zur Interpretation von In-vivo-Bildern verwendet werden, bei denen eine direkt korrelierte Histologie möglicherweise nicht verfügbar ist.

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