Eine Methode, um Bild<em> Ex vivo</em> Pulmonalen Resektionsproben mit optischen Frequenzbereich Bildgebung (OFDI) und erhalten genaue Korrelation mit Histologie beschrieben, was wesentlich ist, um die Entwicklung spezifischer OFDI Auslegungskriterien für pulmonale Pathologie. Dieses Verfahren ist anwendbar auf andere Gewebetypen und Imaging-Techniken, um genaue Darstellung der Histologie Korrelation für genaues Bild Interpretation und Beurteilung erhalten. Imaging Kriterien mit dieser Technik hergestellt wäre dann für Bildauswertung in Zukunft<em> In vivo</em> Studien.
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 <sup> 6,8-10.
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.
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.
The authors have nothing to disclose.
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.
Name of the reagent | Company | Catalogue number | Comments (optional) |
Tissue marking dye | Triangle Biomedical | TMD-BK, TMD-G |