Görüntü için bir yöntem<em> Ex vivo</em> Pulmoner rezeksiyon optik frekans alanı görüntüleme (doğrudan dış yatırım) ile örnekler ve histoloji için kesin bir korelasyon elde pulmoner patolojisi için belirli doğrudan dış yatırım yorumlama kriterleri geliştirmek için gerekli olan anlatılmaktadır. Bu yöntem, doğru görüntü yorumlama ve değerlendirme için histoloji korelasyon için hassas görüntüleme elde etmek için diğer doku türleri ve görüntüleme teknikleri uygulanabilir. Bu teknik ile kurulan Görüntüleme kriterleri ardından gelecek görüntü değerlendirmesi için geçerli olacaktır<em> In vivo</em> Çalışmalar.
Lung cancer is the leading cause of cancer-related deaths1. Squamous cell and small cell cancers typically arise in association with the conducting airways, whereas adenocarcinomas are typically more peripheral in location. Lung malignancy detection early in the disease process may be difficult due to several limitations: radiological resolution, bronchoscopic limitations in evaluating tissue underlying the airway mucosa and identifying early pathologic changes, and small sample size and/or incomplete sampling in histology biopsies. High resolution imaging modalities, such as optical frequency domain imaging (OFDI), provide non-destructive, large area 3-dimensional views of tissue microstructure to depths approaching 2 mm in real time (Figure 1)2-6. OFDI has been utilized in a variety of applications, including evaluation of coronary artery atherosclerosis6,7 and esophageal intestinal metaplasia and dysplasia6,8-10.
Bronchoscopic OCT/OFDI has been demonstrated as a safe in vivo imaging tool for evaluating the pulmonary airways11-23 (Animation). OCT has been assessed in pulmonary airways16,23 and parenchyma17,22 of animal models and in vivo human airway14,15. OCT imaging of normal airway has demonstrated visualization of airway layering and alveolar attachments, and evaluation of dysplastic lesions has been found useful in distinguishing grades of dysplasia in the bronchial mucosa11,12,20,21. OFDI imaging of bronchial mucosa has been demonstrated in a short bronchial segment (0.8 cm)18. Additionally, volumetric OFDI spanning multiple airway generations in swine and human pulmonary airways in vivo has been described19. Endobronchial OCT/OFDI is typically performed using thin, flexible catheters, which are compatible with standard bronchoscopic access ports. Additionally, OCT and OFDI needle-based probes have recently been developed, which may be used to image regions of the lung beyond the airway wall or pleural surface17.
While OCT/OFDI has been utilized and demonstrated as feasible for in vivo pulmonary imaging, no studies with precisely matched one-to-one OFDI:histology have been performed. Therefore, specific imaging criteria for various pulmonary pathologies have yet to be developed. Histopathological counterparts obtained in vivo consist of only small biopsy fragments, which are difficult to correlate with large OFDI datasets. Additionally, they do not provide the comprehensive histology needed for registration with large volume OFDI. As a result, specific imaging features of pulmonary pathology cannot be developed in the in vivo setting. Precisely matched, one-to-one OFDI and histology correlation is vital to accurately evaluate features seen in OFDI against histology as a gold standard in order to derive specific image interpretation criteria for pulmonary neoplasms and other pulmonary pathologies. Once specific imaging criteria have been developed and validated ex vivo with matched one-to-one histology, the criteria may then be applied to in vivo imaging studies. Here, we present a method for precise, one to one correlation between high resolution optical imaging and histology in ex vivo lung resection specimens. Throughout this manuscript, we describe the techniques used to match OFDI images to histology. However, this method is not specific to OFDI and can be used to obtain histology-registered images for any optical imaging technique. We performed airway centered OFDI with a specialized custom built bronchoscopic 2.4 French (0.8 mm diameter) catheter. Tissue samples were marked with tissue dye, visible in both OFDI and histology. Careful orientation procedures were used to precisely correlate imaging and histological sampling locations. The techniques outlined in this manuscript were used to conduct the first demonstration of volumetric OFDI with precise correlation to tissue-based diagnosis for evaluating pulmonary pathology24. This straightforward, effective technique may be extended to other tissue types to provide precise imaging to histology correlation needed to determine fine imaging features of both normal and diseased tissues.
Erken akciğer kanserlerinin Değerlendirilmesi derece belirtilerinin olmaması ve radyolojik veya bronkoskopik erken neoplastik değişiklikleri görmenizi yetersizliği nedeniyle zor olabilir. Doğrudan dış yatırım histolojik çözünürlük, geniş bir alanda gerçek zamanlı 2-6 doku mikro 3 boyutlu görünümleri yakınındaki sağlar. Endobronşiyal doğrudan dış yatırım akciğer solunum yollarının 11-13 (Animasyon) içinde uzun hava yolu bölümleri boyunca yüksek çözünürlüklü volumetrik gerçekleştirmede elde etmek için kullanılabilecek bir teknik güvenli olarak hastalar olarak gösterilmiştir. Bununla birlikte, sadece küçük akciğer biyopsisi patoloji için görüntüleme kriterleri geliştirilmesi için doğrudan dış yatırım için yeterli korele vermeyen in vivo ortamda, en histopatolojik karşıtları olarak elde edilir. Doğru pulmoner görüntüleme görülen doğrudan dış yatırım özelliklerini değerlendirmek amacıyla, histoloji korelasyonları harfiyen görüntü elde etmek esastır. Biz o kadar kesin için bir basit ve etkili bir yöntem mevcutdoğrudan dış yatırım ve histoloji arasındaki ne ilişki neredeyse her ex-vivo doku tipine uygulanabilir ex vivo akciğer rezeksiyonu numunelerin hava yolu görüntüleme için uygulanan. Görüntüleme kriterlerine uyan tek-bir histoloji ile ex vivo olarak kurulduktan sonra, bu kriterler daha sonra in vivo görüntüleme uygulanabilir.
Ilgi görüntüleme bölgeyi işaretlemek için kullanılan doku boya doğrudan dış yatırım ve histoloji hem de açıkça görülebilir. Yönlendirmek için basit teknikler kullanarak doku, mürekkep işaretleri doğrudan dış yatırım özellikleri ve histolojik bulgular birine karşılaştırmalar doku patoloji tanımlanabilir görüntüleme özelliklerini belirlemek için izin görüntüleme ve histoloji hem de korele olabilir. Tekniği böylece birçok optik görüntüleme uygulamalarında kullanışlı hale, ucuz ve pratik.
In vivo ortamda olarak, bu tür laser gibi yöntemlerle doku yönlendirme için 25 kullanılabilir. Bununla birlikte, tO bronşiyal biyopsi küçük boyutu halen pulmoner patoloji için özel görüntüleme kriterleri geliştirmek için in vivo çalışmalar kullanarak bir sınırlayıcı faktördür. Ex vivo çalışmalar in vivo görüntüleme için yeterli bir alternatif olarak hizmet rağmen, bazı sınırlamalar vardır. Ex vivo akciğer örnekleri Şişirilmemiş ve genellikle normaldir Alveoler yapıların görünümünü değiştiren cerrahi bağlı atelektazi, sergiler. Çoğu cerrahi akciğer örnekleri sırasında plevra yüzeyine numune enflasyon müdahale bozulduğu patolojik frozen değerlendirildikten sonra alınır gibi histolojik korelasyon için işaretleme dokusu cerrahi olarak rezeke akciğer dokusunda Şişirme teknik olarak çok zordur. Non-patolojik atelektazi vivo ortamda görülen bir obje değildir, dolayısıyla bu sınırlama vivo akciğer görüntüleme için uygun olmaz. Ayrıca, ex vivo örneklerinde damar içinde kan eksikliği distingu zor yapabilirdinizDiğer sinyal void yapılardan vasküler yapılar ish. In vivo ortamda, yapısal OCT / doğrudan dış yatırım Doppler OCT / doğrudan dış yatırım 26-28 ve buna ek olarak damar kimliği yardımcı olur.
Onlar mevcut ex vivo değil nerede Hareket eserler in vivo görülebilir. Bu yavaş toplama oranları ile standart OCT sistemleri potansiyel olarak sorunlu olabilir. Bununla birlikte, doğrudan dış yatırım sistemlerinin hızlı çerçeve hızları şu anda> 200 kare 29-31 bulunmaktadır. Böylece, hareket artefaktı önemli bir sorun olacağı beklenmemektedir. Vivo OCT ve doğrudan dış yatırım görüntüleme çalışmalarında Önceki ince görüntüleme özellikleri 14,15,18,19 başarılı görselleştirme göstermiştir.
Bu çalışmada pulmoner patolojisi değerlendirmek için doku tabanlı tanı kesin korelasyon ile hacimsel doğrudan dış yatırım göstermiştir. Anlatılan prosedür altın standa olarak kullanılmak üzere harfiyen histoloji sağlamak için tasarlanmıştırdoğrudan dış yatırım görüntü yorumlama için rd.
Pulmoner patoloji kez özel görüntüleme kriterleri geliştirilmiş ve uyumlu biri-bir histoloji ile ex vivo olarak doğrulanmıştır, kriterleri ardından görüntüleme bir altın standart değerlendirmenin bir bronş biyopsisi kullanımı ile in vivo görüntüleme çalışmaları izleyen uygulanabilir özellikler görülür. Bu teknik, akciğer rezeksiyonu numuneler için bir uygulama olarak gösterilmektedir, ancak normal hem de patolojik doku ince görüntüleme özelliklerini belirlemek için gereklidir histoloji ilişki için kesin görüntüleme sağlamak için hemen hemen herhangi bir doku tipine uygulanabilir.
The authors have nothing to disclose.
Yazarlar bu çalışmada onların çok değerli yardımları için Sayın Sven Tutucu ve Bay Stephen Conley teşekkür etmek istiyorum. Bu çalışma Heath [Hibe numarası R00CA134920] Ulusal Enstitüsü tarafından finanse ve Amerikan Akciğer Derneği [Hibe numarası RG-194681-N]. Edildi NinePoint Medikal A.Ş. bu el yazması ile ilgili yayın masrafları sponsor.
Name of the reagent | Company | Catalogue number | Comments (optional) |
Tissue marking dye | Triangle Biomedical | TMD-BK, TMD-G |