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外周型肺動脈栓塞診斷新方法——光學相干斷層成像技術呼吸疾病

2019-06-05 廣州呼吸健康研究院 2017

光學相干斷層成像技術(Optical coherence tomography, OCT)是近年來發展的一種高分辨率光學成像技術。該項技術采用對組織無損傷的低能量近紅外線作為光源,通過光學干涉原理,檢測生物組織的微小結構。其圖像分辨率高達微米級,且可在人體內動態、實時成像,被稱為活體顯微鏡OCT設備見圖1

OCT成像時,通過位于光纖頂端的探頭發射近紅外線光,對管腔內結構360°周向掃描。血液中的紅細胞具有吸收紅外線光作用,影響OCT成像。為獲得清晰OCT圖像LightLab公司研制了阻斷球囊導管,該導管通過球囊阻斷近端血流同時導管內置換液(多用生理鹽水)沖洗管腔,提供無血流的成像環境。OCT成像示意圖見圖2。目前,OCT技術主要應用于冠狀動脈介入領域,例如,判斷冠狀動脈內病變的性質、評估冠狀動脈內支架的貼壁情況以及檢測易損斑塊等。

近年來,我們率先將該項技術應用于外周肺血管研究。研究發現,OCT圖像能夠清晰顯示外周肺動脈內血栓并具有鑒別紅白血栓具有獨特功能。以下簡單介紹OCT對外周肺血管研究的特點。

  經過研究我們發現OCT在外周肺動脈研究中具有以下優點:

(1)M2系列OCT成像導絲長度為191 cm,導絲遠端探頭外徑僅0.39 mm。因此成像導絲具有足夠的長度,可以被送入管腔內徑≥0.4 mm的周圍細小血管內進行成像。

(2)圖像分辨率高,高分辨CT的圖像分辨率為500 μm,高頻超聲的圖像分辨率為150 μm,而OCT的圖像分辨率可以達到10~20 μm,是目前診斷技術中圖像分辨率最高的技術。我們采用OCT掃描外周肺動脈,最小管腔內徑0.98 mm最大管徑3.49 mm,如圖3所示。圖像能夠清晰顯示周圍肺動脈管壁三層膜結構,如圖4所示。

(3) OCT具有鑒別紅、白血栓的能力。紅色血栓為新鮮血栓血栓內紅細胞含量高,白色血栓多為陳舊血栓血栓內含較多纖維素。兩種血栓對溶栓效果反應不同。由于紅細胞具有吸收近紅外線光的特性,因此紅、白血栓OCT圖像表現不同。既往文獻報道以250μm作為血栓內OCT信號衰減50%的距離,鑒別紅白血栓敏感性達到95%、特異性達88%。我們采用OCT掃描外周肺動脈發現管腔內紅、白色血栓,如圖5所示。

(4) 周圍肺動脈成像的安全性。為獲得清晰OCT圖像,需要在無血液環境下完成。采用近端球囊阻斷聯合置換液沖洗的方法實現成像部位管腔內無血液環境。由于冠狀動脈內血流中斷會導致供血區域心肌組織缺血,限制了OCT在嚴重冠狀動脈狹窄和左冠狀動脈主干病變中的應用。但肺組織氧氣供應豐富且肺動脈為功能性血管,成像時單支周圍肺動脈血流中斷通常不會引起局部肺組織嚴重缺血。

(5)可以進行體內動態、實時成像。OCT技術能夠在人體內動態、實時成像,避免了組織活檢過程出現的組織皺縮和擠壓現象,并且能夠對器官進行功能學研究。

  臨床上懷疑肺栓塞但是肺動脈造影未見充盈缺損影像或臨床上難以解釋低氧血癥患者,建議行外周肺動脈OCT檢查排除周圍型肺動脈栓塞。

若需要咨詢該項新技術,可聯系呼研所呼吸內科劉春麗教授、洪城博士(83062851或83062852)。

 

 

圖1.  Light Lab 公司 OCT M2系列成像系統

 

 

 

  2. OCT 成像原理示意圖,OCT成像導絲(IW)遠端探頭發出近紅外線光(IL),從遠端至近端對管腔內病變(L)掃描成像。阻斷球囊導管(OBC)通過球囊阻斷管腔內血流減少紅細胞(RBC)對成像影響,同時生理鹽水通過導管遠端開口沖洗管腔內殘留RBC達到成像部位無血流環境。

 

 

 

 3. 正常小和大管徑外周肺動脈圖像。圖A,正常小管徑外周肺動脈圖像,管腔內直徑0.98 mm(白線A),動脈管壁外可見肺泡結構。圖B,正常大管徑外周肺動脈圖像,管腔內直徑3.49 mm(白線A),動脈管壁外可見肺泡結構。

 

 

 

 4. 外周肺動脈OCT圖像,A為圈選管腔面積曲線,系統自動測量顯示管腔面積2.01 mm2,圖中清晰顯示管壁各層結構,實線方框為管壁放大圖像,測量內膜(Intima, I)厚度102μm、中膜(Media, M)距離73μm、外膜(Adventitia, A)距離146μm

 

 

 

 

5. 外周肺動脈內紅、白色血栓OCT圖像。圖A可見管腔內血栓(T),血栓內OCT信號強度衰減50%的距離96μm,考慮為紅色血栓。圖B可見管腔內附壁血栓(T),血栓OCT信號衰減50%的距離385μm,考慮為白色血栓。


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