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Bioengineering

Optical Frequency Domain Imaging der doi: 10.3791/3855 Published: January 22, 2013

Summary

Eine Methode, um Bild

Abstract

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

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.

Protocol

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

  1. Schalten Sie Imaging-System
  2. Set und aufzeichnen Bildparameter (Drehzahl, Pullback Geschwindigkeit, Bildaufnahmerate, etc). Für die OFDI Bildgebungssystem in dieser Studie verwendet wurden Bilder bei 10-50 fps erhalten.
  3. Bringen Katheter Dreh Kreuzung und Pullback-Gerät.
  4. Spin Katheter und prüfen Bildqualität. Passen Systems Ausrichtung und Abstand nach Bedarf.

3. Gewebepräparation

  1. Legen Sie eine Tischplatte Wegwerfsaugkissen auf dem Tisch und setzen Lungenkrebs Probe auf Pad.
  2. 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.
  3. 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.
  4. Abtasten die äußere Oberfläche der Probe, um die Läsion von Interesse zu identifizieren.
  5. Mit einem feinen Metall-Sonde, behutsam durch den Bronchialbaum navigieren, bis in der Nähe der Läsion von Interesse.
  6. Öffnen Sie die Atemwege entlang der Sonde, bis die Läsion von Interesse ist sichtbar oder spürbar unter der Schleimhaut der Atemwege.
  7. Entfernen Sie vorsichtig Blut oder Schleim aus den Atemwegen Schleimhaut über der Läsion mit einem Wattestäbchen.
  8. 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.

4. Tissue Kennzeichnung

    <li> Wählen Sie die Region von Interesse in den Atemwegen auf früheren bildgebenden Befunde in Schritt 3,8 basiert.
  1. 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> 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.
  2. Tauchen Sie ein feines gekippt offene Bohrung Nadel (dh 25 Gauge 7/8 "lang) in das Gewebe Kennzeichnung Farbstoff (Triangle Biomedical Sciences, Durham, NC).
  3. Wischen überschüssige Tinte von der Außenseite der Nadel mit Gaze, Gewebe verlassen Markierungstinte nur innerhalb der Nadelbohrung.
  4. Punktion des Gewebes senkrecht zur Schleimhaut der Atemwege an derausgewählten Punkt entlang der Bildgebung.
  5. Wiederholen Schritte 3.3 bis 3,5 für den zweiten Punkt auf der Schleimhaut der Atemwege.
  6. Wenn die Tinte läuft über die Schleimhautoberfläche weg von der Einstichstelle, verwenden Sie ein Wattestäbchen, um vorsichtig die überschüssige Tinte.
  7. Entfernen Schleim oder Blut auf der Oberfläche der Schleimhaut der Atemwege mit einem Wattestäbchen, falls vorhanden.
  8. 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.

5. Imaging Tissue

  1. 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
  2. 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.
  3. 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.
  4. Fahren Sie mit dem Sammeln eines OFDI Pullback.
  5. 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.

6. Erhebung und Verarbeitung Tissue

  1. 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.
  2. 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.
  3. Platz Gewebe in einem histologischen Verarbeitung Kassette und fix in 10% Formalin für mindestens 48 Stunden.
  4. Prozess Gewebe in einem Gewebe-Prozessor, erhältlich über jede Histologie Abteilung.
  5. Einbetten in Paraffin Gewebes derart, dass die geschnittenen Abschnitte werden parallel zu den zwei schwarzen Tinte Markierungen auf dem Luftweg Oberfläche.
  6. 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.
  7. Sobald beide schwarze Tinte sichtbar sind, schneiden Sie ein 5 um dicken Abschnitt und montieren auf einem Glasträger.
  8. 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.
  9. Folgen Sie der Standard Hämatoxylin und Eosin (H & E) Färbeprotokollen zu färben und Deckglas Dias.

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.

Representative Results

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 & 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).

Abbildung 1
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.

Abbildung 2
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.

Abbildung 3
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 & 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 & 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. Klicken Sie hier für eine größere Abbildung zu sehen .

Abbildung 4
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 & 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 & 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 & 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).

Discussion

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> 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.

Disclosures

Produktion und den freien Zugang zu diesem Artikel durch NinePoint Medical Inc. gesponsert

Acknowledgments

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.

Materials

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

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

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