D'imagerie optique du domaine de fréquence

L'endobronchial, OCT ou OFDI est réalisé à l'aide de cathéters fins et flexibles, compatibles avec les ports d'accès bronchoscopiques standards. Le bronchoscope est avancé dans l'arbre trachéobronchique jusqu'à la voie respiratoire souhaitée. Le cathéter OFDI est ensuite introduit dans la voie respiratoire par le canal de travail du bronchoscope afin de recueillir des images.

Le cœur optique interne du cathéter OFDI est tourné et simultanément rétracté à l'intérieur de la gaine transparente externe afin de générer des données tridimensionnelles par OFDI. Un cathéter OFDI basé sur une aiguille a été mis au point par le laboratoire Sudor du Massachusetts General Hospital ; il est compatible avec les aiguilles tranbronchiques standards couramment utilisées pour prélever des masses périphériques. Le bronchoscope est avancé dans les voies respiratoires jusqu'à la masse ciblée.

Avec la sonde OFDI correctement rétractée dans l'aiguille transbronchique, celle-ci est insérée dans la masse. L'aiguille est ensuite retirée, laissant la sonde OFDI en place. Comme pour l'OFDI endobronchique, le noyau optique interne de la sonde transbronchique OFDI est tourné et simultanément tiré vers l'arrière à l'intérieur de la gaine transparente externe afin de générer une imagerie OFDI tridimensionnelle.

Les données histopathologiques correspondantes obtenues in vivo consistent uniquement en de petits fragments de biopsie, qu'il est difficile de corréler avec de grands ensembles de données OFDI. Par conséquent, les caractéristiques d'imagerie spécifiques des pathologies pulmonaires ne peuvent pas être facilement établies dans un contexte in vivo. L'objectif global de ce protocole est d'obtenir des corrélations OFDI et histologiques précises, appariées un-à-un, sur tissu ex vivo, ce qui est essentiel pour évaluer avec exactitude les caractéristiques observées en OFDI par rapport à l'histologie considérée comme référence standard.

Une fois que des critères d'imagerie spécifiques ont été élaborés et validés ex vivo à l'aide d'une histologie appariée un-à-un, ces critères peuvent ensuite être appliqués à des études d'imagerie in vivo. Le principal avantage de cette technique est qu'elle permet une corrélation directe entre l'imagerie et l'histologie, ce qui améliore l'interprétation des caractéristiques des images. Pour préparer le système d'imagerie par domaine de fréquences optiques, ou OFDI, pour l'expérience, allumez d'abord le système d'imagerie, puis réglez et enregistrez les paramètres d'imagerie appropriés.

Fixez le cathéter à la jonction rotative et au dispositif de retrait. Ce cathéter sur mesure a un diamètre de 0,8 millimètre. Faites tourner le cathéter et vérifiez la qualité de l'image en utilisant le bout d'un doigt ganté afin de vous assurer qu'une image nette est bien visible et que le rapport signal/bruit est adéquat.

Pour commencer la procédure de préparation du tissu, placez un tapis absorbant jetable sur le plan de travail et déposez l'échantillon pulmonaire sur le tapis. En raison de difficultés d'organisation pour obtenir des tissus provenant de patients, du tissu porcin sera utilisé. Dans cette démonstration vidéo.

Identifier la voie aérienne bronchique pénétrant dans le spécimen de résection au niveau du hile. À l’aide de l’alésage d’une seringue, retirer tout mucus visible à l’intérieur de la voie aérienne. Palper la surface extérieure du spécimen afin d’identifier une voie aérienne ou la lésion d’intérêt.

Ouvrez la voie respiratoire le long de la sonde jusqu'à ce que la lésion d'intérêt soit visible ou palpable sous la muqueuse trachéale à l’aide d’un applicateur en coton. Retirez soigneusement tout sang ou mucus présent sur la muqueuse trachéale recouvrant la lésion. Placez le cathéter OFDI au-dessus de la muqueuse trachéale et acquérez une image.

Cela permet de confirmer que la lésion se situe sous la muqueuse des voies respiratoires et d'identifier une région d'intérêt de haute qualité pour la corrélation histologique. Après avoir sélectionné la région d'intérêt dans la voie respiratoire, choisissez deux points sur le tissu le long de la ligne souhaitée pour l'imagerie. Dans cet exemple, les points seront tracés parallèlement à l'axe longitudinal de la voie respiratoire.

Rendre les marques d’encre visibles à la fois en DIRO et en histologie peut s’avérer difficile, c’est pourquoi nous utilisons à la fois des marques d’aiguille et d’encre afin de visualiser les repères avec les deux techniques. Une fois les deux points choisis, plongez délicatement une aiguille fine à canal ouvert dans le colorant de marquage tissulaire, puis essuyez l’excès d’encre à l’extérieur de l’aiguille avec un morceau de gaze, de sorte que le colorant de marquage tissulaire ne reste que dans le canal de l’aiguille. Percez ensuite le tissu perpendiculairement à la muqueuse bronchique au point choisi, situé le long de la ligne d’imagerie. De la même manière, marquez le second point sur la muqueuse bronchique, en veillant à ce que celui-ci se trouve à moins de 1,5 centimètre du premier point.

Si l'encre s'étend sur la surface muqueuse en s'éloignant du site de ponction, utilisez un applicateur en coton pour retirer soigneusement l'excès d'encre. Selon les résultats souhaités, les deux points peuvent également être réalisés parallèlement à l'aspect circonférentiel des voies respiratoires, comme illustré ici. Pour imager le tissu, placez le cathéter OFDI sur chaque marque d'encre et effectuez l'imagerie afin de vous assurer que les marques sont visibles en OFDI.

Les marques doivent apparaître comme des perturbations focales au sein de la structure tissulaire, avec des particules fortement diffusantes en regard et une atténuation rapide du signal en profondeur, ce qui correspond aux particules d'encre situées au site de ponction. Dans cette image OFDI d'une voie aérienne porcine, les deux marques d'encre sont indiquées par un astérisque. Placer le cathéter parallèlement aux deux marques d'encre sur la surface muqueuse de la voie aérienne, de sorte que l'optique du cathéter recouvre le tissu situé au-delà de la première marque d'encre.

Procédez au recueil d'une vue de retrait OFDI et examinez les images de retrait OFDI afin de vérifier que les deux marques d'encre sont visibles sur l'image et de détecter d'éventuels artefacts de mouvement avant de prélever le tissu. Placez un point d'encre verte sur le tissu muqueux des voies respiratoires à 0,3 centimètre de la marque d'encre qui est apparue en premier dans le retrait d'imagerie. Ceci permet d'orienter le début du balayage d'imagerie.

Retirez maintenant le tissu entourant les deux marques d’encre noire et la marque d’encre verte. Taillez le tissu pour qu’il s’adapte à une cassette standard de traitement histologique. Placez le tissu dans une cassette de traitement histologique et fixez-le dans du formol à 10 % pendant au moins 48 heures.

Par la suite, le tissu est traité comme décrit dans le texte du protocole. Un résultat représentatif d'OFDI est illustré par ces images in vivo obtenues à partir des voies respiratoires de porc sous ventilation mécanique. Le panneau A montre une coupe transversale d'OFDI des voies respiratoires proximales, et le panneau B, une coupe transversale d'OFDI des voies respiratoires distales.

Le panneau E est une coupe longitudinale OFDI des voies respiratoires, la partie proximale se trouvant à gauche et la partie distale à droite. Le panneau C est une image agrandie de la région surlignée en rouge dans le panneau E. Le panneau D est une image agrandie de la région surlignée en vert dans le panneau E. Le diamètre du cathéter est de 0,8 millimètre et les traits de repère indiquent des incréments de 0,5 millimètre. Bien que différentes couches de la paroi des voies respiratoires et les insertions alvéolaires soient discernables sur les images OFDI, il est difficile d'interpréter précisément le corrélat anatomo-pathologique des signaux OFDI sans histologie directement appariée. E indique l'épithélium, lp la lame propre, SM la sous-muqueuse, C le cartilage et a les insertions alvéolaires.

Grâce au protocole ici démontré, une corrélation précise entre l'OFDI et l'histologie est obtenue. Cette image OFDI des voies respiratoires de porcin montre une corrélation exacte avec l'histologie de sections tissulaires colorées à l'hématoxyline et à l'éosine (H-E). Les astérisques indiquent les marques d'encre noire visibles sur l'épithélium respiratoire.

La stratification des voies respiratoires peut être visualisée sur les colorations H et E et tri RME. Une vue à plus fort grossissement de l'image OFDI est présentée ici, accompagnée de l'histologie correspondante colorée à l'H et E et au tri RME : E indique l'épithélium respiratoire, EL les tissus denses de collagène et d'élastine, SM le muscle lisse, C. Les anneaux de cartilage, G, le tissu de la glande salivaire et D, le canal salivaire pénétrant dans l'épithélium. Le muscle lisse apparaît sous forme de faisceaux discontinus et dispersés, et n'est donc pas identifiable en OFDI.

De même, l'utilisation de marques tissulaires permet de démontrer une corrélation précise entre l'OFDI et l'histologie dans les voies respiratoires humaines. Dans cette image OFDI des voies respiratoires proximales humaines, les deux marques d'encre sont visibles et indiquées par un astérisque. Une corrélation précise avec l'histologie des coupes tissulaires colorées à l'hématoxyline-éosine et à la trichrome est observée sur la coloration à l'hématoxyline-éosine.

Les marques d'encre noire sont visibles sur l'épithélium respiratoire, indiquées par un astérisque, dans les vues à plus forte augmentation de l'image OFDI et de l'histologie correspondante. Les colorations à l'hématoxyline et éosine et à la trichrome sont présentées dans les images en encart. E indique l'épithélium respiratoire, lp, la lame propre, G, le tissu de la glande salivaire, C, les anneaux de cartilage, et pc, le périchondre dans les voies aériennes humaines.

Un empilement typique est visible. Disséminées dans le tissu conjonctif lâche, on observe des fascicules de muscle lisse présentant une coloration rouge, visibles dans les panneaux C et F, qui ne forment pas une bande continue et ne sont donc pas visibles comme une couche distincte en OFDI. Ces deux images montrent les résultats d'une OFDI des voies aériennes distales humaines ainsi que l'histologie h et d précisément corrélée.

Les marques d'encre noire visibles sur l'épithélium respiratoire sont indiquées par un astérisque ; les insertions alvéolaires indiquées par une flèche apparaissent sous forme de parois alvéolaires en treillis très signalées, entourant des espaces alvéolaires en déficit de signal. Les espaces vasculaires situés dans la lame propre sont également visibles comme des structures en déficit de signal, avec un léger assombrissement sous-jacent indiqué par des flèches. E correspond à l'épithélium et LP à la lame propre.

Les taux d'acquisition rapides inhérents à l'OFDI permettent une imagerie sur de grandes surfaces. Les données peuvent être visualisées à la fois en coupe transversale et en coupe longitudinale afin de fournir des informations supplémentaires sur l'architecture du tissu. Une fois que des caractéristiques d'imagerie ont été établies avec cette technique, ces caractéristiques peuvent être utilisées pour interpréter des régions d'imagerie qui ne disposent pas d'histologie appariée.

Cette technique offre une méthode pour interpréter les caractéristiques d'imagerie à l'aide d'une histologie directement corrélée. Bien que cette technique ait été démontrée à l'aide de l'OFDI et de tissu pulmonaire, elle peut être appliquée à de nombreuses techniques d'imagerie et à divers types de tissus. Une fois les caractéristiques d'imagerie des tissus sains et pathologiques établies grâce à cette technique, celles-ci peuvent ensuite être utilisées pour l'interprétation d'images in vivo, où une histologie directement corrélée peut ne pas être disponible.