Un metodo per immagine<em> Ex vivo</em> Campioni di resezione polmonare con ottica dominio della frequenza immagine (OFDI) e ottenere precisa correlazione all'istologia è descritto, che è essenziale per lo sviluppo di specifici criteri di interpretazione OFDI per patologia polmonare. Questo metodo è applicabile ad altri tipi di tessuto e le tecniche di imaging per ottenere immagini precise di correlazione istologia per l'interpretazione delle immagini accurate e valutazione. Criteri di imaging stabilite con questa tecnica sarebbe quindi applicabile alla valutazione immagine in futuro<em> In vivo</em> Studi.
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 <sup> 6,8-10.
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.
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.
The authors have nothing to disclose.
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.
Name of the reagent | Company | Catalogue number | Comments (optional) |
Tissue marking dye | Triangle Biomedical | TMD-BK, TMD-G |