Optik Frekans Domain Görüntüleme

Endobronşiyal OCT veya OFDI, standart bronkoskopik erişim portlarıyla uyumlu olan ince esnek kateterler kullanılarak gerçekleştirilir. Bronkoskop, trakeobronşiyal ağaç içinde istenen hava yoluna kadar ilerletilir. Ardından OFDI kateteri, görüntüleri toplamak amacıyla bronkoskop çalışma kanalı aracılığıyla hava yoluna ilerletilir.

Üç boyutlu OFDI verileri oluşturmak için OFDI kateterinin iç optik çekirdeği döndürülür ve aynı anda dış şeffaf kılıf içerisinde geri çekilir. Massachusetts General Hospital'daki Sudor Laboratuvarı tarafından, periferik kitlelerden örnek almak için rutin olarak kullanılan standart transbronşiyal iğnelerle uyumlu, iğne tabanlı bir OFDI kateteri geliştirilmiştir. Bronkoskop, hava yolu boyunca hedeflenen kitleye doğru ilerletilir.

OFDI kateteri transbronşiyal iğne içerisine güvenli bir şekilde çekildikten sonra, iğne kitlenin içine yerleştirilir. Ardından iğne geri çekilir ve OFDI kateteri yerinde bırakılır. Endobronşiyal OFDI'da olduğu gibi, Transbronşiyal OFDI kateterinin iç optik çekirdeği döndürülür ve eş zamanlı olarak dış şeffaf kılıf içerisinde geri çekilerek üç boyutlu OFDI oluşturulur.

In vivo elde edilen histopatolojik karşılıklar yalnızca küçük biyopsi fragmanlarından oluşur ve bunların geniş OFDI veri setleriyle ilişkilendirilmesi zordur. Sonuç olarak, akciğer patolojisinin spesifik görüntüleme özellikleri in vivo ortamda kolayca geliştirilemez. Bu protokolün genel amacı, altın standart olan histolojiye karşı OFDI'da görülen özelliklerin doğru bir şekilde değerlendirilmesi için hayati önem taşıyan, ex vivo doku ile kesin olarak eşleşmiş bire bir OFDI ve histoloji korelasyonları elde etmektir.

Belirli görüntüleme kriterleri geliştirilip eşleştirilmiş bire bir histoloji ile ex vivo olarak doğrulandıktan sonra, bu kriterler in vivo görüntüleme çalışmalarına uygulanabilir. Bu tekniğin temel avantajı, görüntüleme ve histoloji arasında doğrudan korelasyon sağlamasıdır; bu da görüntü özelliği yorumlamasını geliştirir. Optik frekans alanı görüntüleme veya OFDI sistemini deney için hazırlamak amacıyla, önce görüntüleme sistemini açın ve ardından uygun görüntüleme parametrelerini ayarlayıp kaydedin.

Kateteri döner ekleme ve geri çekme cihazına takın. Özel olarak üretilen bu kateterin çapı 0,8 milimetredir. Kateteri döndürün ve odaklanmış bir görüntü olduğundan ve sinyal-gürültü oranının yeterli olduğundan emin olmak için eldivenli bir parmak ucuyla görüntü kalitesini kontrol edin.

Doku hazırlama prosedürüne başlamak için, tezgahın üzerine tek kullanımlık emici bir altlık yerleştirin ve akciğer örneğini bu altlığın üzerine koyun. Hastalardan doku teminindeki planlama zorlukları nedeniyle, bu video gösteriminde domuz dokusu kullanılacaktır.

Hilus bölgesinden rezeksiyon örneğine giren bronşiyal hava yolunu belirleyin. Bir şırınga ucu kullanarak, hava yolunun içindeki görünür mukusu temizleyin. Bir hava yolunu veya ilgili lezyonu belirlemek için örneğin dış yüzeyini palpe edin.

İlgilenilen lezyon görünür olana veya bir pamuklu aplikatör yardımıyla hava yolu mukozası altında hissedilene kadar prob boyunca hava yolunu açın. Lezyonun üzerindeki hava yolu mukozasından kan veya mukusu dikkatlice temizleyin. OFDI kateterini hava yolu mukozasının üzerine yerleştirin ve bir görüntü elde edin.

Bu işlem, lezyonun havayolu mukozasının altında olduğunu doğrulamak ve histolojik korelasyon için yüksek kaliteli bir görüntüleme ilgi alanı belirlemek amacıyla yapılır. Havayolunda ilgi alanı seçildikten sonra, istenen görüntüleme hattı boyunca doku üzerinde iki nokta belirleyin. Bu örnekte noktalar, havayolunun boylamsal aksına paralel olarak belirlenecektir.

Hem OFDI hem de histolojide mürekkep işaretlerini görünür kılmak zor olabilir; bu nedenle, işaretleri her iki teknikte de görebilmek için hem iğne izlerini hem de mürekkebi kullanıyoruz. İki nokta belirlendikten sonra, ince uçlu, açık lümenli bir iğneyi doku işaretleme boyasına daldırın ve gazlı bezle iğnenin dışındaki fazla mürekkebi dikkatlice silerek sadece iğne lümeninin içinde doku işaretleme mürekkebi bırakın; iğneyi, görüntüleme hattı boyunca seçilen noktada hava yolu mukozasına dik olacak şekilde dokuya batırın. Aynı şekilde, ikinci noktanın birinci noktadan 1,5 santimetreden fazla uzaklıkta olmadığından emin olarak hava yolu mukozası üzerindeki ikinci noktayı işaretleyin.

Mürekkep, delme bölgesinden uzaklaşarak mukoza yüzeyine yayılırsa, fazla mürekkebi dikkatlice temizlemek için pamuk uçlu bir aplikatör kullanın. İstenen sonuçlara bağlı olarak, iki nokta burada gösterildiği gibi hava yolunun çevresel yönüne paralel olarak da oluşturulabilir. Dokuyu görüntülemek için, OFDI kateterini her bir mürekkep işaretinin üzerine yerleştirin ve işaretlerin OFDI'da görünür olduğundan emin olmak için görüntüleme yapın.

İşaretler, doku yapısı içinde odaklanmış bozulmalar şeklinde görülmelidir; bunlar, giriş bölgesindeki mürekkep partiküllerine karşılık gelen, üst kısımlarda yüksek saçılımlı partiküller ve alt kısımlarda hızlı sinyal sönümlenmesi ile karakterizedir. Domuz hava yolunun bu OFDI görüntüsünde, her iki mürekkep işareti de yıldızla belirtilmiştir. Kateteri, kateter optikleri ilk mürekkep işaretinin ötesindeki dokunun üzerine gelecek şekilde, hava yolu mukoza yüzeyindeki iki mürekkep işaretine paralel olarak yerleştirin.

OFDI geri çekme görüntüsünün alınmasına geçin; her iki mürekkep işaretinin de görüntülemede görünür olduğundan emin olmak ve doku toplama öncesinde hareket artefaktlarını kontrol etmek için OFDI geri çekme görüntülerini inceleyin. Görüntüleme geri çekmesinde ilk görünen mürekkep işaretinden 0,3 santimetre uzağa, havayolu mukoza dokusuna yeşil bir mürekkep noktası yerleştirin. Bu işlem, görüntüleme taramasının başlangıcını yönlendirmek içindir.

Şimdi iki siyah mürekkep işareti ve yeşil mürekkep işaretini kapsayan dokuyu çıkarın. Dokuyu, standart bir histoloji işlem kasetine sığacak şekilde kırpın. Dokuyu bir histoloji işlem kasetine yerleştirin ve en az 48 saat boyunca %10 formalinde sabitleyin.

Ardından, doku protokol metninde açıklandığı şekilde işlenir. Mekanik ventilasyon altındaki domuz hava yollarından elde edilen bu in vivo görüntüler, OFDI'nın temsili bir sonucunu göstermektedir. Panel A proksimal hava yolunun bir OFDI kesitidir ve panel B distal hava yolunun bir OFDI kesitidir.

Panel E, sol tarafta proksimalden sağ tarafta distale doğru havayolunun bir OFDI boylamsal kesitidir; panel C, panel E'deki kırmızıyla vurgulanmış bölgenin daha yüksek büyütmeli görüntüsüdür. Panel D, panel E'deki yeşil ile vurgulanmış bölgenin daha yüksek büyütmeli görüntüsüdür. Kateter çapı 0,8 milimetredir ve işaretler 0,5 milimetrelik artışları temsil eder. OFDI görüntülerinde havayolu duvarının farklı tabakaları ve alveolar bağlantılar ayırt edilebilse de, doğrudan kaydedilmiş histoloji olmadan OFDI sinyallerinin anatomik karşılığını kesin olarak yorumlamak zordur. E epitelyumu, lp lamina propriayı, SM submukozayı, C kıkırdağı ve a alveolar bağlantıları belirtir.

Burada gösterilen protokol kullanılarak, OFDI ve histoloji arasında kesin bir korelasyon sağlanır. Domuz solunum yoluyla ilgili bu OFDI görüntüsü, H ve E ile boyanmış doku kesitlerinin histolojisiyle kesin bir korelasyon göstermektedir. Yıldızlar, solunum epiteli üzerinde görünen siyah mürekkep işaretlerini belirtmektedir.

H&E ve triRME boyamalarında solunum yolu katmanları görselleştirilebilir. OFDI görüntüsünün daha yüksek büyütmeli bir görünümü, h&e ve tri rme ile boyanmış karşılık gelen histoloji ile birlikte burada gösterilmiştir: E, solunum epitelini; el, yoğun kolajen ve elastik dokuları; SM, düz kası; C, kıkırdak halkaları; G, tükürük bezi dokusunu ve D, epitele giren tükürük kanalını belirtir. Düz kas, kesintili ve aralıklarla yerleşmiş lifler şeklinde görünür ve bu nedenle OFDI'da tanımlanamaz.

Benzer şekilde, doku işaretleme kullanılarak insan havayolunda OFDI ve histoloji arasında kesin bir korelasyon gösterilmiştir. İnsan proksimal havayolunun bu OFDI görüntüsünde, her iki mürekkep işareti de görünür durumdadır ve yıldız ile belirtilmiştir. H&E ve trikrom ile boyanmış doku kesitlerinin histolojisi ile H&E boyamasında kesin bir korelasyon vardır.

Siyah mürekkep işaretleri, OFDI görüntüsünün yüksek büyütmeli görünümlerinde ve ilgili histolojide yıldızla belirtilen solunum epiteli üzerinde görünür durumdadır. H&E ve triCHRO ile boyananlar küçük resimlerde gösterilmiştir. E solunum epitelini, lp lamina propriyayı, G tükürük bezi dokusunu, C kıkırdak halkaları ve pc insan hava yolundaki perikondriyumu belirtir.

Tipik katmanlaşma görülmektedir. Gevşek bağ dokusunun arasına dağılmış olan ve panel C ve F'de gösterilen kırmızı boyanmış düz kas lifleri, sürekli bir bant oluşturmamaktadır ve bu nedenle OFDI'da belirgin bir katman olarak görülmemektedir. Bu iki görüntü, insan distal havayolunun OFDI sonuçlarını ve bunlarla kesin olarak korele edilmiş h ve d histolojilerini göstermektedir.

Solunum epiteli üzerinde görünen siyah mürekkep işaretleri asteriskslerle, alveoler bağlantılar ise "a" ile belirtilmiştir; bunlar sinyal yoğunluğu yüksek kafes benzeri alveoler duvarlar ve sinyal boşluklu alveoler boşluklar olarak görülmektedir. Lamina propria içindeki vasküler boşluklar da, oklarla belirtilen alttaki hafif gölgelenmelerle birlikte sinyal boşluklu yapılar olarak görülmektedir. E epiteli, LP ise lamina propriayı temsil etmektedir.

OFDI'nin doğasında bulunan hızlı veri toplama oranları, geniş alan görüntülemesine olanak tanır. Veriler, doku hakkında ek mimari bilgiler sağlamak amacıyla hem kesit hem de boylamsal açılardan görüntülenebilir. Bu teknikle görüntüleme özellikleri geliştirildikten sonra, bu özellikler eşleşmiş histolojisi olmayan görüntüleme bölgelerini yorumlamak için kullanılabilir.

Bu teknik, doğrudan eşleştirilmiş histoloji ile görüntüleme özelliklerini yorumlamak için bir yöntem sunmaktadır. Bu teknik OFDI ve akciğer dokusu kullanılarak gösterilmiş olsa da, birçok görüntüleme tekniğine ve doku türüne uygulanabilir. Normal ve hastalıklı dokunun görüntüleme özellikleri bu teknikle belirlendikten sonra, bu özellikler, doğrudan ilişkili histolojinin mevcut olmayabileceği in vivo görüntü yorumlamalarına uygulanabilir.