Een methode om de afbeelding<em> Ex vivo</em> Pulmonale resectie specimens met optische frequentiedomein imaging (OFDI) en het verkrijgen van nauwkeurige correlatie met histologie beschreven, die essentieel is voor de ontwikkeling van specifieke OFDI interpretatiecriteria voor pulmonaire pathologie. Deze methode is van toepassing op andere soorten weefsel en beeldvormende technieken om precieze beeldvorming te verkrijgen histologie correlatie voor nauwkeurig beeld interpretatie en beoordeling. Imaging criteria die met deze techniek zou dan van toepassing zijn op afbeelding evaluatie in de toekomst<em> In vivo</em> Studies.
Longkanker is de belangrijkste oorzaak van kanker-gerelateerde sterfgevallen 1. Plaveiselcel en kleincellige kankers zich typisch in samenwerking met de geleidende luchtwegen, terwijl adenocarcinomen zijn doorgaans in perifere locatie. Longtumor detectie vroeg in het ziekteproces kan het moeilijk zijn te wijten aan een aantal beperkingen: radiologische resolutie, bronchoscopische beperkingen bij de evaluatie van weefsel ten grondslag liggen aan de luchtwegen slijmvlies en het identificeren van de vroege pathologische veranderingen, en kleine steekproefgrootte en / of onvolledige bemonstering in de histologie biopten. Hoge resolutie beeldvormende technieken, zoals optische frequentie domein beeldvorming (OFDI), bieden niet-destructieve, groot gebied 3-dimensionale uitzicht op weefsel microstructuur tot een diepte naderen 2 mm in real-time (figuur 1) 2-6. OFDI is gebruikt in een verscheidenheid aan toepassingen, inclusief evaluatie van coronaire atherosclerose 6,7 en slokdarmkanker intestinale metaplasie en dysplasie <sup> 6,8-10.
Bronchoscopische LGO / OFDI is aangetoond als een veilige in vivo imaging tool voor het evalueren van de pulmonale luchtwegen 11-23 (Animatie). Oktober is beoordeeld in de longen luchtwegen 16,23 en parenchym 17,22 van diermodellen en in vivo menselijke luchtwegen 14,15. Oktober beeldvorming van de normale luchtweg heeft aangetoond visualisatie van de luchtwegen gelaagdheid en alveolaire bijlagen, en de evaluatie van dysplastische laesies is nuttig gebleken in het onderscheiden van soorten van dysplasie in de bronchiale mucosa 11,12,20,21. OFDI beeldvorming van bronchiale mucosa is aangetoond in een kort segment bronchiale (0,8 cm) 18. Daarnaast heeft volumetrische OFDI verspreid over meerdere luchtwegen generaties in varkens en de menselijke pulmonaire luchtwegen in vivo beschreven 19. Endobronchiale OCT / OFDI wordt typisch uitgevoerd met dunne, flexibele katheters, die compatibel zijn met standaard bronchoscopic toegangspoorten. Daarnaast hebben LGO en OFDI naald gebaseerde probes recent ontwikkeld, die kunnen worden gebruikt om beelden gebieden van de long boven de luchtwegwand of pleurale oppervlak 17.
Terwijl OCT / OFDI is gebruikt en aangetoond haalbaar in vivo imaging pulmonale geen studies met precies afgestemd een-op-een OFDI: histologie uitgevoerd. Daarom moeten specifieke imaging criteria voor verschillende pathologieën pulmonale nog worden ontwikkeld. Histopathologische tegenhangers in vivo verkregen uit biopsie slechts kleine fragmenten die moeilijk te correleren met grote OFDI datasets. Bovendien, ze niet de uitgebreide histologie voor een registratie met een groot volume OFDI. Daardoor kunnen specifieke beeldkenmerken van pulmonaire pathologie niet worden ontwikkeld in de in vivo setting. Elkaar afgestemd, een-op-een OFDI en histologie correlatie essentieel nauwkeurig te evalueren functies te zien in OFDI tegen histologie als gouden standaard worden bepaald, zodat specifieke beeldinterpretatie criteria voor pulmonale neoplasmata en andere pulmonale aandoeningen. Zodra specifieke imaging criteria ontwikkeld en gevalideerd ex vivo met matchende een-op-een histologie kunnen de criteria vervolgens worden toegepast op in vivo imaging studies. Hier presenteren we een methode voor nauwkeurige, een op een correlatie tussen een hoge resolutie optische beeldvorming en histologie in ex vivo longresectie exemplaren. Gedurende dit manuscript, beschrijven we de technieken die worden gebruikt om OFDI beelden af te stemmen op histologie. Deze methode is niet specifiek voor OFDI en kan worden gebruikt voor histologie geregistreerde beelden te verkrijgen voor optische beeldvormingstechniek. We voerden luchtwegen gecentreerd OFDI met een gespecialiseerde custom built bronchoscopische 2,4 French (0,8 mm diameter) katheter. Weefselmonsters werden gemerkt met weefsel kleurstof zichtbaar in zowel OFDI en histologie. Zorgvuldige oriëntatie procedures werden gebruikt om precies correleren imaGing en histologische sampling locaties. De technieken die in dit manuscript werden gebruikt om de eerste demonstratie van volumetrische OFDI voeren nauwkeurige correlatie weefsel gebaseerde diagnose gaan pulmonale pathologie 24. Deze eenvoudige en effectieve techniek kan worden uitgebreid tot andere weefseltypen nauwkeurige beeldvorming aan histologie correlatie nodig om fijne beeldkenmerken van normale en zieke weefsels te bepalen.
Beoordeling van de vroege longtumoren kan zeer uitdagend zijn door gebrek aan symptomen en het onvermogen om vroege neoplastische veranderingen te visualiseren radiologisch of bronchoscopically. OFDI biedt buurt van histologische resolutie, groot gebied 3-dimensionale uitzicht op weefsel microstructuur in real time 2-6. Endobronchiale OFDI is aangetoond in patiënten als veilig techniek die kan worden gebruikt om hoge-resolutie volumetrische datasets verkrijgen over lange segmenten luchtwegen in de longen luchtwegen 11-13 (Animation). Echter slechts kleine biopsieën verkregen histopathologische tegenhangers in de in vivo omgeving, die niet voldoende correlaties met OFDI voorzien in de ontwikkeling van beeldvormende criteria voor pulmonaire pathologie. Om nauwkeurig te kunnen beoordelen OFDI functies te zien in pulmonale beeldvorming, is het essentieel om exact op elkaar afgestemd beeld te krijgen van de histologie correlaties. We een eenvoudige en doeltreffende methode voor nauwkeurige, een tot one correlatie tussen OFDI en histologie toegepast luchtwegen beeldvorming van ex vivo pulmonale resectie specimens, die voor bijna elke ex vivo weefseltype. Zodra imaging criteria vastgesteld ex vivo met matchende een-op-een histologie kunnen deze criteria vervolgens worden toegepast op in vivo imaging.
Het weefsel kleurstof gebruikt om de beeldvorming van belang zijnde markeren duidelijk zichtbaar in zowel OFDI en histologie. Door eenvoudige technieken te oriënteren weefsel kan inkt markeringen worden gelezen zowel beeldvorming en histologie om een tot een vergelijking van OFDI kenmerken en histologische bevindingen met identificeerbare imaging eigenschappen van het weefsel pathologie bepalen. De techniek is goedkoop en praktisch, waardoor het nuttig in vele optische beeldvorming.
In de in vivo setting, kunnen methoden zoals laser markering worden gebruikt voor weefsel oriëntatie 25. Echter, thij geringe omvang van de bronchiale biopsie nog een beperkende factor in het gebruik in vivo studies specifieke imaging criteria voor pulmonaire pathologie. Hoewel ex vivo studies als voldoende alternatief voor in vivo beeldvorming, zijn er enkele beperkingen. Ex vivo long specimens worden opgeblazen en die vaak chirurgisch geïnduceerde atelectase, die het uiterlijk van normale celstructuren verandert. Opblazen chirurgisch weggesneden longweefsel met weefsel-markering voor histologie correlatie is technisch uitdagend als de meeste chirurgische long exemplaren worden ontvangen na pathologie vriescoupe evaluatie komen waarbij de pleura oppervlak wordt verstoord, interfereren met het monster inflatie. Niet-pathologische atelectase geen artefact gezien in de in vivo setting, waardoor deze beperking niet relevant voor in vivo imaging pulmonale. Daarnaast kan geen bloed in vaten in ex vivo specimens bemoeilijken distinguish vasculaire structuren van andere signaal leegte structuren. In de in vivo setting, zou de toevoeging van Doppler OCT / OFDI 26-28 structurele OCT / OFDI helpen bij de identificatie van schepen.
Bewegingsartefacten kan worden gezien in vivo wanneer ze niet aanwezig ex vivo. Dit zou eventueel kunnen problematisch zijn in standaard oktober systemen met trage overname tarieven. Echter, de snelle frame rates van OFDI systemen zijn op dit moment> 200 fps 29-31. Aldus wordt niet verwacht dat bewegingsartefacten een significant probleem. Vorige in vivo LGO en OFDI imaging studies hebben aangetoond goed te kunnen visualiseren van fijne imaging functies 14,15,18,19.
In deze studie hebben we aangetoond volumetrische OFDI met nauwkeurige correlatie met weefsel-gebaseerde diagnostiek voor het evalueren van pulmonale pathologie. De beschreven procedure moet precies afgestemd histologie aan gebruik als goud Standard voor de OFDI beeldinterpretatie.
Zodra specifieke imaging criteria voor pulmonale pathologie zijn ontwikkeld en gevalideerd ex vivo met matchende een-op-een histologie kunnen de criteria dan toegepast op alle volgende in vivo imaging studies met het gebruik van een bronchiale biopsie als gouden standaard beoordeling van de imaging functies te zien. Deze techniek wordt gepresenteerd als een verzoek om pulmonale resectie specimens, maar kan worden toegepast op vrijwel elk weefseltype de precieze imaging aan histologie correlatie nodig om fijne beeldkenmerken van normale en pathologische weefsels te bepalen.
The authors have nothing to disclose.
De auteurs willen graag aan de heer Sven Holder en de heer Stephen Conley bedanken voor hun onschatbare hulp in deze studie. Dit werk werd deels gefinancierd door het National Institute of Heath [Grant aantal R00CA134920] en de American Lung Association [Grant aantal RG-194681-N]. NinePoint Medical Inc sponsorde de publicatie kosten verbonden aan dit manuscript.
Name of the reagent | Company | Catalogue number | Comments (optional) |
Tissue marking dye | Triangle Biomedical | TMD-BK, TMD-G |