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Bioengineering

Optical Frequency Domain Imaging di Published: January 22, 2013 doi: 10.3791/3855
Automatic Translation
1,2,3, 4, 1,2, 1,2, 2,3, 1,2,3, 2,3,5
1Department of Pathology, Harvard Medical School, 2Massachusetts General Hospital, 3Wellman Center for Photomedicine, Harvard Medical School, 4Pulmonary and Critical Care Unit, Massachusetts General Hospital, 5Pulmonary and Critical Care Unit, Harvard Medical School

Summary

Un metodo per immagine

Abstract

Il cancro del polmone è la principale causa di decessi per cancro 1. A cellule squamose e tumori a piccole cellule si presentano in genere in associazione con vie aeree di conduzione, mentre adenocarcinomi sono in genere più in posizione periferica. Tumore maligno del polmone individuazione nelle prime fasi del processo di malattia può essere difficile a causa di diversi limiti: risoluzione radiologica, limitazioni broncoscopici nella valutazione dei tessuti sottostanti la mucosa delle vie aeree e l'individuazione precoci alterazioni patologiche, e campioni di piccole dimensioni e / o campionamento incompleto nelle biopsie istologiche. Modalità di imaging ad alta risoluzione, come ottica dominio della frequenza immagine (OFDI), forniscono non distruttivo, grande zona 3-dimensionale vista microstruttura del tessuto fino a profondità che si avvicinano 2 mm in tempo reale (Figura 1) 2-6. OFDI è stato utilizzato in una varietà di applicazioni, compresa la valutazione di aterosclerosi coronarica e 6,7 esofageo metaplasia intestinale e displasia

Broncoscopico OCT / OFDI è stata dimostrata come una cassaforte in strumento di imaging in vivo per valutare le vie aeree polmonare 11-23 (animazione). Ottobre è stato valutato nelle vie aeree e nel parenchima polmonare 16,23 17,22 di modelli animali in vivo e umano delle vie aeree 14,15. Ottobre l'imaging delle vie aeree normali ha dimostrato la visualizzazione delle vie aeree stratificazione e attacchi alveolari, e la valutazione delle lesioni displastiche è stato trovato utile per distinguere i gradi di displasia nella mucosa bronchiale 11,12,20,21. OFDI imaging di mucosa bronchiale è stata dimostrata in un breve segmento bronchiale (0,8 cm) 18. Inoltre, volumetrico OFDI estende generazioni delle vie aeree più nei suini e umani vie aeree polmonare in vivo è stato descritto 19. Endobronchiale OCT / OFDI viene in genere eseguita con sottili cateteri flessibili, compatibili con standard di broncoscopiaporte di accesso Copic. Inoltre, ottobre e OFDI aghi basati sonde sono state recentemente sviluppate, che può essere utilizzato per regioni di immagine del polmone oltre la parete bronchiale o superficie pleurica 17.

Mentre OCT / OFDI è stata utilizzata e dimostrata come fattibile per imaging in vivo polmonare, studi con perfettamente abbinati uno-a-uno OFDI: istologia sono stati effettuati. Pertanto, i criteri di imaging specifici per varie patologie polmonari devono ancora essere sviluppati. Omologhi istopatologici ottenuti in vivo consistono solo piccoli frammenti bioptici, che sono difficili da correlare con dataset OFDI grandi. Inoltre, essi non forniscono l'istologia globale necessaria per la registrazione con OFDI grande volume. Come risultato, funzioni di imaging specifiche di patologia polmonare non può essere sviluppata in ambiente in vivo. Proprio abbinati, uno-a-uno OFDI e correlazione istologia è fondamentale per valutare con precisione le caratteristiche viste in OIED contro istologia come gold standard, al fine di ricavare specifici criteri di interpretazione di immagine per neoplasie polmonari e altre patologie polmonari. Una volta specifici criteri di imaging sono stati sviluppati e validati ex vivo con abbinato uno-a-uno istologia, i criteri possono essere utilizzati anche per studi di imaging in vivo. Qui vi presentiamo un metodo per preciso, 1-1 correlazione tra imaging ad alta risoluzione ottica e istologia nei campioni di resezione polmonare ex vivo. In questo manoscritto, si descrivono le tecniche utilizzate per abbinare le immagini OFDI all'istologia. Tuttavia, questo metodo non è specifico per OFDI e può essere utilizzato per ottenere istologia-registrate immagini per qualsiasi tecnica di imaging ottico. Abbiamo eseguito delle vie aeree centrato OFDI con un costume specializzato costruito broncoscopica 2,4 Francese (0,8 mm di diametro) del catetere. I campioni di tessuto sono stati segnati con la tintura dei tessuti, visibile sia OFDI e istologia. Procedure di orientamento attente sono stati usati per correlare con precisione imaging e luoghi di campionamento istologici. Le tecniche descritte in questo manoscritto sono stati utilizzati per condurre la prima dimostrazione di volumetrico OFDI con precisa correlazione ai tessuti a base di diagnosi per valutare la patologia polmonare 24. Questo semplice, tecnica efficace può essere estesa ad altri tipi di tessuti per fornire una precisa immagine di correlazione istologia necessaria per determinare le caratteristiche di imaging sottili di tessuti sia normali che patologici.

Protocol

1. Sistema di imaging

I dettagli tecnici di OFDI sono stati descritti in precedenza 4-6. Circonferenziale OFDI è stata condotta a velocità di esposizione tra 25 e 100 fotogrammi al secondo e tra 512 e 2.048 profili di profondità assiali per circolare in sezione trasversale immagine. Personalizzato 2,4 Fr (0,8 mm di diametro) cateteri scansione elicoidale utilizzati in questo studio sono stati progettati per funzionare attraverso la porta di accesso broncoscopi standard. I cateteri consisteva in un nucleo interno ottico per focalizzare la luce sulla parete bronchiale e una monouso guaina esterna. Il corpo del catetere è rimasta ferma durante l'imaging mentre il nucleo interno è stato fatto ruotare a una velocità compresa tra 25 e 100 Hz e tradotti in un pullback velocità di tra 1,25 e 5 mm / sec. La risoluzione assiale del sistema era di 6 mm in tessuto e fornito una profondità di immagine varia di 7,3 mm 4-6. Catetere a base di OFDI è stata effettuata in questo studio per replicare in vivo broncoscopica OFDI (Figura 1). Tuttavia, questo protocollo può essere applicato anche ad imaging con un banco sistema ottico (Figure 3 e 4).

2. Imaging System Set-up

  1. Accendere il sistema di imaging
  2. Impostare e registrare i parametri di imaging (velocità di rotazione, velocità di pullback, velocità di acquisizione immagini, ecc.) Per il sistema di imaging OFDI utilizzato in questo studio, le immagini sono state ottenute a 10-50 fps.
  3. Fissare catetere a rotatoria e dispositivo pullback.
  4. Spin catetere e verificare la qualità delle immagini. Regolare l'allineamento del sistema e l'offset, se necessario.

3. Preparazione di tessuto

  1. Posizionare un tampone assorbente usa e getta da tavolo sul piano del banco e del polmone modello riportato sul pad.
  2. Se l'immagine di un campione chirurgico ex vivo da un paziente, assicurarsi di consultare il dipartimento di patologia per garantire che tutti i margini di resezione (margini bronchiali, vascolari e parenchimali) sono stati valutati, documentati, e / o rimosso da un patologist.
  3. Identificare le vie aeree bronchiali entrare il campione resezione all'ilo. Rimuovere l'eventuale muco visibile all'interno delle vie aeree con una siringa foro. Se necessario, utilizzare un segmento più lungo di tubo di plastica per la siringa foro di aspirazione più profonda all'interno delle vie aeree.
  4. Palpare la superficie esterna del campione per identificare la lesione di interesse.
  5. Utilizzando una sonda di metallo sottile, cautamente navigare attraverso l'albero bronchiale fino nei pressi della lesione di interesse.
  6. Aprire le vie aeree lungo la sonda finché la lesione di interesse è visibile o palpabile sotto la mucosa delle vie aeree.
  7. Rimuovere con attenzione la presenza di sangue o muco dalla mucosa delle vie aeree sovrastante la lesione con una punta di cotone applicatore.
  8. Posizionare il catetere OFDI sopra la mucosa delle vie aeree e ottenere un'immagine di confermare la lesione è alla base della mucosa delle vie aeree e di identificare una regione di alta qualità di immagini di interesse per la correlazione istologia.

4. Tissue Marking

    <li> Seleziona la regione di interesse nelle vie aeree sulla base di dati di imaging precedenti Fase 3.8.
  1. Scegliere due punti sul tessuto lungo la linea desiderata di imaging. Punti può essere parallelo sia al longitudinale (figura 2) o circonferenziale (figura 3) aspetto delle vie aeree, a seconda dei risultati desiderati. Puntini spazio non più di 1,5 cm di distanza in modo che la porzione di tessuto può rientrare in un blocco di elaborazione per istologia. Se una lunghezza tessuto di> 1,5 cm è necessario, quindi dividere la lunghezza del tessuto in più 1,5 cm di lunghezza inchiostrate regioni di interesse per creare più immagini abbinate: coppie istologia.
  2. Immergere un sottile ago con punta aperta alesaggio (cioè 25 calibro 7/8 "di lunghezza) nel tessuto marcatura colorante (Triangolo Scienze Biomediche, Durham, NC).
  3. Pulire accuratamente l'inchiostro in eccesso all'esterno dell'ago con una garza, lasciando inchiostro tessuto marcatura solo all'interno del foro dell'ago.
  4. Forare il tessuto perpendicolare alla mucosa delle vie aeree inprescelto punto lungo la linea di imaging.
  5. Ripetere i passaggi 3,3-3,5 per il secondo punto sulla mucosa delle vie aeree.
  6. Se l'inchiostro scorre sopra la superficie della mucosa lontano dal sito di puntura, utilizzare un applicatore con punta di cotone per rimuovere accuratamente l'inchiostro in eccesso.
  7. Rimuovere muco o sangue sulla superficie della mucosa delle vie aeree con un applicatore con punta di cotone, se presente.
  8. Se i punti di inchiostro sono disposti circonferenzialmente all'interno di una via aerea, è utile al piedino aperto i due lati della vie aeree per appiattire il tessuto nel campo dell'imaging (Figura 3a).

5. Tissue Imaging

  1. Posizionare il catetere OFDI su ogni segno di inchiostro e dell'immagine per garantire i segni sono visibili su OFDI. Marchi dovrebbero apparire come interruzioni focali all'interno della struttura del tessuto con sovrastante particelle altamente diffondenti e sottostante rapida attenuazione del segnale, che corrisponde alle particelle di inchiostro all'interno del sito di puntura (Figura 3b, 4a, figura 4g
  2. Se l'inchiostro segno (s) non sono visibili su OFDI, ripetere i passaggi 4,3-4,7 per i non visibili segni. Se i segni di inchiostro sono visibili con OFDI, passare al punto 5.3.
  3. Posizionare il catetere parallelo ai due segni di inchiostro sulla superficie mucosa delle vie aeree in modo tale che le ottiche catetere sovrastare il tessuto oltre il segno primo inchiostro (Figura 2b). Ancorare l'estremità prossimale del catetere con un oggetto leggero e fissare l'estremità distale può aiutare a ridurre gli artefatti di movimento.
  4. Procedere con la raccolta di un pullback OFDI.
  5. Guarda le immagini pullback OFDI per garantire entrambi segni di inchiostro sono visibili nelle immagini e per verificare la presenza di artefatti da movimento (Figura 3 e Figura 4). Se i marchi non sono visibili, ripetere i passaggi da 5,1-5,4.

6. La raccolta e la lavorazione dei tessuti

  1. Inserire un inchiostro verde dot (Triangle Biomedical Sciences, Durham, NC) sul tessuto della mucosa delle vie aeree per orientare l'inizio della scansione di imaging, 0,3 cm dal the mark inchiostro che apparve prima nel pullback imaging (figura 2c).
  2. Rimuovere il tessuto che comprende i due marchi d'inchiostro nero e marchio inchiostro verde. Tagliare il tessuto per adattarsi in una cassetta standard di elaborazione istologia. Se il taglio del tessuto fresco è difficile, quindi il tessuto può essere fissato prima di rimuovere il tessuto per l'esame istologico.
  3. Tessuto posto in una cassetta di trasformazione istologia e fissare in formalina al 10% per almeno 48 ore.
  4. Tessuto di processo in un processore tessuto, disponibile tramite qualsiasi reparto istologia.
  5. Embed tessuto in paraffina tale che le sezioni di taglio saranno parallele ai due segni di inchiostro nero sulla superficie delle vie aeree.
  6. Utilizzare un tessuto microtomo per affrontare il blocco di paraffina fino a quando un marchio di inchiostro è visibile o l'intera sezione di tessuto è visibile, quello che viene prima.
  7. Una volta che entrambi i segni di inchiostro nero sono visibili, tagliare una sezione 5 micron di spessore e montare su un vetrino.
  8. Continuare a tagliare e montare 5 sezioni micron di spessore ogni50 pm fino a quando i segni d'inchiostro nero non sono più visibili o le estremità del tessuto, quello che viene prima.
  9. Seguire le norme standard ematossilina ed eosina (H & E) colorazione protocolli per macchiare e diapositive coprioggetto.

7. Elaborazione delle immagini

Se le immagini sono state acquisite con uno scanner da banco, o altra tecnica di scansione dove entrambi erano visibili segni di inchiostro in una singola sezione trasversale immagine, l'immagine può essere direttamente correlata con istologia corrispondente. Se set di dati volumetrici sono state acquisite con un catetere di scansione elicoidale, le immagini dovranno essere ri-interpolati in modo che una singola immagine 2D intersechi entrambi i segni di inchiostro per la correlazione con istologia. Questo può essere realizzato utilizzando ImageJ o altri software di elaborazione delle immagini. In alcuni casi, l'inchiostro non può essere facilmente visibili nel qual caso sezioni adiacenti / diapositive devono essere esaminati.

Representative Results

I segni di inchiostro nero deve essere compreso tra 1-1,5 cm per indicare la regione di imaging di interesse. Il marchio inchiostro verde deve essere posto all'inizio della scansione imaging, prima del primo contrassegno inchiostro nero orientare il campione (Figura 2 e Figura 3a). Segni di inchiostro dei tessuti deve essere visibile sia su immagini OFDI e istologia (Figura 3 e 4). In suina normali (figura 3) e delle vie aeree umana (Figura 4), ​​tipica stratificazione delle vie aeree deve essere visibile. L'epitelio (E) è visibile come un sottile segnale moderatamente denso strato omogeneo all'aspetto luminale delle vie aeree. Lamina propria consiste organizzata segnale intenso segnale povero tessuto, corrispondenti a vari componenti della lamina propria (LP) come segnale di tessuti connettivi intensi tra elastina e collagene (EL), e il segnale povero salivare tipo tessuto ghiandolare (G ). Ci sono canali di segnale a volte visibili poveri (D) che attraversano il sistema respiratorioepitelio respiratorio per collegare con il lume bronchiale. Muscolo liscio appare come discontinui, intercalati fascicoli muscolari lisce e quindi non è identificabile in OFDI. In H & E e macchie tricromica, stratificazione delle vie aeree può essere visualizzata (Figura 3c, 3d, 3f, 3g, 4b, 4c, 4e e 4f), dove il tricromica i superficiali tessuti densi elastiche e collagene appaiono blu profondo e il muscolo sottostante liscia macchie rosse (SM). Anelli di cartilagine (C) vengono visualizzati come scarsa ricezione del segnale a forma di mezzaluna strutture con confini ben definiti, che si sovrappongono nelle vie aeree suina e non si sovrappongono nelle vie respiratorie dell'uomo. Pericondrio circonda gli anelli cartilagine appare come un sottile strato di tessuto intenso segnale comprende i poveri anelli di cartilagine di segnale. Nel periferico umano vie aeree (Figura 4g e 4h), attacchi alveolari (A) sono visibili come sottili, intenso segnale reticolare pareti alveolari con spazi vuoti segnale alveolari. Spazi vascolari all'interno della lamina propria sono visible come strutture vuoti di segnale lineare o circolare con lieve artefatto ombre sottostante (frecce).

Figura 1
Figura 1. OFDI di suini delle vie aeree. Nelle immagini in vivo ottenuti da una delle vie aeree suina sotto ventilazione meccanica. (A) ODFI sezione prossimale delle vie aeree. (B) OFDI sezione distale delle vie aeree. (C) ODFI sezione longitudinale delle vie aeree prossimali, immagine ingrandimento maggiore di e pannello in rosso regione evidenziata. (D) OFDI sezione longitudinale delle vie aeree distali, immagine ingrandimento maggiore di e pannello in verde regione evidenziata. (E) ODFI sezione longitudinale delle vie aeree da prossimale a distale (sinistra a destra). Diametro del catetere è di 0,8 mm e segni di graduazione rappresentano incrementi di 0,5 mm. Sebbene diversi strati della parete bronchiale e attacchi alveolari sono discernibili nelle immagini OFDI, è difficile interpretare esattamente il co anatomicarrelate dei segnali OFDI senza istologia direttamente registrato. e: epitelio, lp: lamina propria, sm: sottomucosa, c: cartilagine, a: attacchi alveolari.

Figura 2
Figura 2. Tessuto marcatura di suini vie aeree. (A) aperto vie aeree con due segni di inchiostro nero sulla superficie luminale posizionata parallelamente l'aspetto longitudinale delle vie aeree, 1,5 cm di distanza. (B) catetere OFDI posto su due inchiostro nero segna per includere due marchi all'interno del pullback OFDI. (C) Airway con ulteriore marchio inchiostro verde per orientare l'inizio della scansione di immagini sul provino.

Figura 3
Figura 3. OFDI ed istologia della specie suina delle vie aeree dimostrare cor precisorelazione utilizzando tessuto marcatura. (a) aperto vie aeree con due segni di inchiostro nero sulla superficie luminale posizionata parallelamente l'aspetto circonferenziale delle vie aeree. Perni vengono utilizzati per aprire ulteriormente le vie aeree (frecce). (B) delle vie aeree OFDI suina sia con inchiostro segna visibile (asterischi) con (c) tinto istologia precisamente correlata con H & E (asterischi: inchiostro nero segni visibili sul epitelio respiratorio) e (d), correlato colorazione tricromica. Scala bar: 2 mm. (E) vista ingrandimento superiore dell'immagine OFDI con (f) istologia corrispondente colorate con H & E e (g) correlato colorazione tricromica. E: epitelio respiratorio, EL: collagene denso e tessuti elastici, SM: muscolatura liscia, C: anelli di cartilagine (artefatto istologico ha portato separazione artificiale degli anelli cartilaginei), G: il tessuto delle ghiandole salivari, D: dotto salivare entrare epitelio. Bar Scala: 250 micron. Clicca qui per ingrandire la figura .

Figura 4
Figura 4. OFDI ed istologia delle vie aeree umane dimostrare precisa correlazione con tessuto marcatura. (A) OFDI di umano prossimale delle vie aeree sia con inchiostro segna visibile (asterischi). (B) tinto istologia Proprio correlata con H & E con inchiostro nero segni visibili sul epitelio respiratorio (asterischi) e (c) correlato colorazione tricromica. Scala bar: 2 mm. (D) vista ingrandimento superiore dell'immagine OFDI e (e), istologia corrispondente colorate con H & E e (f) tricromica. Scala bar: 250 micron. E: epitelio respiratorio, LP: lamina propria, G: il tessuto delle ghiandole salivari, C: anelli di cartilagine, PC: pericondrio. Nelle vie respiratorie dell'uomo, stratificazione tipica è visibile. All'interno del tessuto connettivo sciolto, ci si alternano fasci di rosso-colorazione del muscolo liscio (SM, pannelli C e F), Che non formano un nastro continuo, e quindi non sono visibili come uno strato distinto in OFDI. (G) di OFDI umana vie aeree distali e (h) proprio correlata H & E istologia con segni di inchiostro nero visibili sul epitelio respiratorio (asterischi). Scala bar: 2 mm. Attacchi alveolari (A) sono visibili come segnale intenso reticolare pareti alveolari con spazi vuoti segnale alveolari. Spazi vascolari all'interno della lamina propria sono visibili anche come segnale di vuoto-strutture con sottostante ombra lieve (frecce).

Discussion

La valutazione delle neoplasie polmonari precoci può essere estremamente difficile a causa della mancanza di sintomi e l'incapacità di visualizzare primi alterazioni neoplastiche radiologicamente o broncoscopicamente. OFDI fornisce vicino risoluzione istologico, ampio 3-dimensionale vista microstruttura del tessuto in tempo reale 2-6. Endobronchiale OFDI è stata dimostrata in pazienti come una tecnica sicura che può essere utilizzato per ottenere dati volumetriche ad alta risoluzione su segmenti vie lunghe vie aeree polmonare 11-13 (animazione). Tuttavia, solo piccole biopsie sono ottenuti come controparti istopatologici in in ambiente vivo, che non forniscono adeguate per OFDI correlati per lo sviluppo di criteri di imaging per patologia polmonare. Al fine di valutare con precisione caratteristiche OFDI viste in imaging polmonare, è essenziale ottenere un'immagine esattamente corrispondenti al correlazioni istologia. Presentiamo un metodo semplice ed efficace per la precisione, una a Ocorrelazione tra OFDI ne e istologia applicata alle vie aeree immagini di ex campioni di resezione polmonare in vivo, che è applicabile a quasi tutti i tipi ex tessuto vivo. Una volta criteri di imaging sono stati stabiliti ex vivo con abbinato uno-a-uno istologia, questi criteri possono essere applicati a immagini in vivo.

Il colorante tessuto utilizzato per marcare la regione di imaging di interesse è chiaramente visibile sia OFDI e istologia. Utilizzando tecniche semplici per orientare il tessuto, segni di inchiostro può essere correlata sia imaging e istologia consentire 1-1 confronti OFDI caratteristiche ei risultati istologici per determinare le caratteristiche di imaging identificabili della patologia dei tessuti. La tecnica è poco costoso e pratico, rendendo così utile in molte applicazioni di imaging ottico.

In ambiente in vivo, metodi come marcatura laser può essere utilizzato per l'orientamento del tessuto 25. Tuttavia, tegli piccola dimensione della biopsia bronchiale è ancora un fattore limitante nell'utilizzo studi in vivo per sviluppare criteri specifici di imaging per patologia polmonare. Sebbene studi ex vivo servire come alternativa adeguata per imaging in vivo, ci sono alcune limitazioni. Ex campioni polmonari in vivo sono uninflated e spesso mostrano atelettasia chirurgicamente indotta, che altera l'aspetto di normali strutture alveolari. Gonfiaggio tessuto polmonare asportato chirurgicamente con il tessuto di marcatura per la correlazione istologia è tecnicamente impegnativo come la maggior parte dei campioni polmonari chirurgici vengono ricevuti dopo patologia valutazione al congelatore nel corso del quale la superficie pleurica si interrompe, interferendo con l'inflazione campione. Non patologico atelettasia non è un artefatto visto nella regolazione in vivo, quindi questa limitazione non sarebbe opportuno in vivo imaging polmonare. Inoltre, la mancanza di sangue all'interno dei vasi in campioni ex vivo potrebbe rendere difficile distinguish strutture vascolari da altre strutture vuoti di segnale. In in ambiente vivo, l'aggiunta di Doppler OCT / OFDI 26-28 a strutturale OCT / OFDI sarebbe facilitare l'identificazione delle navi.

Artefatti di movimento può essere visto in vivo in cui non sono presenti ex vivo. Questo potrebbe essere potenzialmente problematico in standard sistemi ottobre con velocità di acquisizione più lenti. Tuttavia, il frame rate rapidi sistemi OFDI sono attualmente> 200 fps 29-31. Pertanto, non si prevede che artefatti da movimento sarà un problema significativo. Precedente in vivo OCT e OFDI studi di imaging hanno dimostrato con successo la visualizzazione di funzioni di imaging sottili 14,15,18,19.

In questo studio abbiamo dimostrato volumetrico OFDI con precisa correlazione ai tessuti a base di diagnosi per la valutazione patologia polmonare. La procedura descritta è destinato a fornire istologia perfettamente abbinati ad essere usato come oro Standard per l'interpretazione dell'immagine OFDI.

Criteri di imaging volta specifici per patologia polmonare sono stati sviluppati e validati ex vivo con abbinato uno-a-uno istologia, i criteri possono essere applicati ai successivi studi di imaging in vivo con l'uso di una biopsia bronchiale come valutazione gold standard dell'imaging caratteristiche visto. Questa tecnica è presentata come una richiesta di campioni di resezione polmonare, ma può essere applicato a qualsiasi tipo di tessuto per fornire la precisa immagine di correlazione istologia necessaria per determinare caratteristiche di imaging sottili di tessuti normali e patologici.

Disclosures

Produzione e l'accesso gratuito a questo articolo è sponsorizzato da NinePoint Medical Inc.

Acknowledgments

Gli autori desiderano ringraziare il Sig. Sven Holder e il signor Stephen Conley per la loro preziosa assistenza in questo studio. Questo lavoro è stato finanziato in parte dal National Institute of Heath [numero di Grant R00CA134920] e l'American Lung Association [numero di Grant RG-194681-N]. NinePoint Medical Inc. sponsorizzato le spese di pubblicazione associati a questo manoscritto.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Tissue marking dye Triangle Biomedical TMD-BK, TMD-G

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References

  1. Jemal, A., et al. Cancer statistics. CA Cancer J. Clin. 57, 43-66 (2007).
  2. Fujimoto, J. G., et al. Optical biopsy and imaging using optical coherence tomography. Nat. Med. 1, 970-972 (1995).
  3. Tearney, G. J., et al. In vivo endoscopic optical biopsy with optical coherence tomography. Science. 276, 2037-2039 (1997).
  4. Yun, S., Tearney, G., de Boer, J., Iftimia, N., Bouma, B. High-speed optical frequency-domain imaging. Opt. Express. 11, 2953-2963 (2003).
  5. Yun, S., Tearney, G., de Boer, J., Bouma, B. Removing the depth-degeneracy in optical frequency domain imaging with frequency shifting. Opt. Express. 12, 4822-4828 (2004).
  6. Yun, S. H., et al. Comprehensive volumetric optical microscopy in vivo. Nat. Med. 12, 1429-1433 (2006).
  7. Tearney, G. J., et al. Three-dimensional coronary artery microscopy by intracoronary optical frequency domain imaging. JACC Cardiovasc. Imaging. 1, 752-7561 (2008).
  8. Suter, M. J., et al. Image-guided biopsy in the esophagus through comprehensive optical frequency domain imaging and laser marking: a study in living swine. Gastrointest. Endosc. 71, 346-353 (2010).
  9. Suter, M. J., et al. Comprehensive microscopy of the esophagus in human patients with optical frequency domain imaging. Gastrointest. Endosc. 68, 745-753 (2008).
  10. Desjardins, A. E., et al. Angle-resolved optical coherence tomography with sequential angular selectivity for speckle reduction. Optics express. 15, 6200-6209 (2007).
  11. Lam, S., et al. In vivo optical coherence tomography imaging of preinvasive bronchial lesions. Clin. Cancer Res. 14, 2006-2011 (2008).
  12. Michel, R. G., Kinasewitz, G. T., Fung, K. M., Keddissi, J. I. Optical coherence tomography as an adjunct to flexible bronchoscopy in the diagnosis of lung cancer: a pilot study. Chest. 138, 984-988 (2010).
  13. Williamson, J. P., et al. Using optical coherence tomography to improve diagnostic and therapeutic bronchoscopy. Chest. 136, 272-276 (2009).
  14. Coxson, H. O., Lam, S. Quantitative assessment of the airway wall using computed tomography and optical coherence tomography. Proc. Am. Thorac. Soc. 6, 439-443 (2009).
  15. Coxson, H. O., et al. Airway wall thickness assessed using computed tomography and optical coherence tomography. Am. J. Respir. Crit. Care Med. 177, 1201-1206 (2008).
  16. Hanna, N., et al. Two-dimensional and 3-dimensional optical coherence tomographic imaging of the airway, lung, and pleura. J. Thorac. Cardiovasc. Surg. 129, 615-622 (2005).
  17. Quirk, B. C., et al. In situ imaging of lung alveoli with an optical coherence tomography needle probe. J. Biomed. Opt. 16, 036009 (2011).
  18. Su, J., et al. Real-time swept source optical coherence tomography imaging of the human airway using a microelectromechanical system endoscope and digital signal processor. J. Biomed. Opt. 13, 030506 (2008).
  19. Suter, M. J., et al. Real-time Comprehensive Microscopy Of The Pulmonary Airways: A Pilot Clinical Study. Am. J. Respir. Crit. Care Med. 181, A5159 (2010).
  20. Tsuboi, M., et al. Optical coherence tomography in the diagnosis of bronchial lesions. Lung Cancer. 49, 387-394 (2005).
  21. Whiteman, S. C., et al. Optical coherence tomography: real-time imaging of bronchial airways microstructure and detection of inflammatory/neoplastic morphologic changes. Clin. Cancer Res. 12, 813-818 (2006).
  22. Xie, T., et al. In vivo three-dimensional imaging of normal tissue and tumors in the rabbit pleural cavity using endoscopic swept source optical coherence tomography with thoracoscopic guidance. J. Biomed. Opt. 14, 064045 (2009).
  23. Yang, Y., et al. Use of optical coherence tomography in delineating airways microstructure: comparison of OCT images to histopathological sections. Phys. Med. Biol. 49, 1247-1255 (2004).
  24. Hariri, L. P., et al. Volumetric optical frequency domain imaging of pulmonary pathology with precise correlation to histopathology. CHEST. , In Press (2012).
  25. Suter, M. J., et al. Image-guided biopsy in the esophagus through comprehensive optical frequency domain imaging and laser marking: a study in living swine. Gastrointestinal endoscopy. 71, 346-353 (2010).
  26. Chen, Z., et al. Noninvasive imaging of in vivo blood flow velocity using optical Doppler tomography. Optics letters. 22, 1119-1121 (1997).
  27. Osiac, E., Saftoiu, A., Gheonea, D. I., Mandrila, I., Angelescu, R. Optical coherence tomography and Doppler optical coherence tomography in the gastrointestinal tract. World journal of gastroenterology : WJG. 17, 15-20 (2011).
  28. Yang, V. X., et al. Endoscopic Doppler optical coherence tomography in the human GI tract: initial experience. Gastrointestinal endoscopy. 61, 879-890 (2005).
  29. Braaf, B., et al. Phase-stabilized optical frequency domain imaging at 1-microm for the measurement of blood flow in the human choroid. Opt. Express. 19, 20886-20903 (2011).
  30. Oh, W. Y., Vakoc, B. J., Shishkov, M., Tearney, G. J., Bouma, B. E. 400 kHz repetition rate wavelength-swept laser and application to high-speed optical frequency domain imaging. Opt. Lett. 35, 2919-2921 (2010).
  31. Gora, M., et al. Ultra high-speed swept source OCT imaging of the anterior segment of human eye at 200 kHz with adjustable imaging range. Opt. Express. 17, 14880-14894 (2009).

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Bioingegneria Numero 71 Medicina Ingegneria Biomedica Anatomia Fisiologia Cancer Biology Patologia chirurgia imaging broncoscopico, di imaging ottico la tomografia a coerenza ottica ottica dominio della frequenza di imaging Istologia correlazione modello animale istopatologia delle vie aeree del polmone la biopsia l'imaging
Optical Frequency Domain Imaging di<em&gt; Ex vivo</em&gt; I campioni polmonari Resezione: Ottenere One to One immagine per Istopatologia Correlazione
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Hariri, L. P., Applegate, M. B.,… More

Hariri, L. P., Applegate, M. B., Mino-Kenudson, M., Mark, E. J., Bouma, B. E., Tearney, G. J., Suter, M. J. Optical Frequency Domain Imaging of Ex vivo Pulmonary Resection Specimens: Obtaining One to One Image to Histopathology Correlation. J. Vis. Exp. (71), e3855, doi:10.3791/3855 (2013).

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