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光學相幹斷層成像:從“關”心到“識”肺

作者:廣州醫學院第一附屬醫院 廣州呼吸疾病研究所 洪城 鍾南山 心內科 王瑋 來源:中國醫學論壇報 日期:2012-11-27
導讀

         病例1:患者女性,28歲,產後一周出現咳嗽、氣促、少量咯血,心髒彩超測量肺動脈收縮壓(sPAP)84 mmHg;CT肺動脈造影(CTPA)未發現中央、周圍肺動脈栓塞征象;核素肺通氣/灌注掃描(V/Q)結果提示低至中度可能肺栓塞,擬診“肺高壓查因”,轉入我院。
病例2:患者男性,59歲,因“反複咳嗽、咳痰8年,氣促5年,加重10天”入院,診斷為“慢性阻塞性肺疾病急性加重(AECOPD)”。

 

 

  紅外熱成像:從軍事偵測到栓塞篩查
  紅外熱成像:從軍事偵測到栓塞篩查

  光學相幹斷層成像技術(OCT)是近年來發展起來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,通過光學幹涉原理,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”。

  在進行血管內OCT成像時,通過位於光纖頂端的探頭發射光線,可對管腔內結構進行360°周向掃描。目前,該項技術主要應用於冠狀動脈介入領域,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,還有部分學者將該項技術應用於肺血管疾病研究中。我們亦率先采用該技術研究周圍肺動脈血栓(見病例1、2)。

  OCT檢測的優勢與不足

  OCT在周圍肺動脈血栓檢測中的優勢

  在周圍肺動脈血栓檢測中,與傳統檢查工具相比,OCT具有以下優點。

  (1)目前常用的M2係列OCT成像導絲長度為191 cm,導絲遠端探頭外徑僅0.39 mm,成像導絲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。我們的研究發現,OCT圖像能夠清晰顯示周圍肺動脈管壁三層膜結構,如圖3所示。

  (3) OCT具有鑒別紅、白血栓的能力。人體內的紅細胞具有散射近紅外線光的特性,紅、白血栓內紅細胞含量的差異使得在OCT圖像中紅、白血栓的表現不同,因此,OCT技術具有先天鑒別紅、白血栓的獨特能力。

  (4) 周圍肺動脈成像的安全性。體內的紅細胞能夠散射近紅外線光,因此,在血管內進行OCT成像需要在無血液環境下完成。目前常用的OCT設備采用近端球囊阻斷聯合置換液衝洗的方法實現成像部位管腔內無血液環境(圖4)。由於冠狀動脈內血流中斷會導致供血區域心肌組織缺血,限製了OCT在嚴重冠狀動脈狹窄和左冠狀動脈主幹病變中的應用。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,並且能夠對器官進行功能學研究。

  OCT在周圍動脈血栓檢測中的不足

  OCT在周圍肺動脈血栓檢測中應用同樣存在不足。

  (1) OCT成像屬微創技術,成像時須借助血管介入工具將成像導絲送入目標部位。

  (2) 雖然OCT圖像清晰度達到微米級,但光學信號傳導差異和運動偽影的產生,使得該技術尚無法取代組織學活檢。

  (3) 近紅外線光穿透能力弱,OCT圖像僅能顯示1.5~2 mm深度組織形態,且對嚴重鈣化及纖維增殖病變穿透能力更為有限。

  目前,OCT在肺部疾病的運用尚處於嚐試階段,隨著研究的深入和技術的開發,OCT必將在肺部疾病的診斷和治療中發揮重要作用。

  病例1

  患者女性,28歲,產後一周出現咳嗽、氣促、少量咯血,心髒彩超測量肺動脈收縮壓(sPAP)84 mmHg;CT肺動脈造影(CTPA)未發現中央、周圍肺動脈栓塞征象;核素肺通氣/灌注掃描(V/Q)結果提示低至中度可能肺栓塞,擬診“肺高壓查因”,轉入我院。

  入院後,動脈血氣分析(ABG)示:PO2 58.4 mmHg(吸氧3 L/min),6分鍾步行試驗(6MWT)156米,右心導管檢查平均肺動脈壓力(mPAP)68 mmHg,周圍肺動脈光學相幹斷層成像(OCT)發現管腔內充滿紅色血栓(圖1A)。診斷“周圍肺動脈血栓”,予華法林抗凝治療6個月,根據國際標準化比值(INR)調節劑量,治療後患者症狀消失,複查ABG: PO2 85.4 mmHg(吸空氣),右心導管mPAP降至36 mmHg,6MWT 406米,相同成像血管複查OCT,比較相同橫斷麵OCT圖像,發現原紅色血栓消失(圖1B)。

  病例2

  患者男性,59歲,因“反複咳嗽、咳痰8年,氣促5年,加重10天”入院,診斷為“慢性阻塞性肺疾病急性加重(AECOPD)”。

  入院後予常規抗感染、化痰、平喘治療,1周後症狀無改善。進一步檢查,心髒彩超測量sPAP:63 mmHg;CTPA檢查:中央和周圍肺動脈未發現栓塞;V/Q結果提示:低度可能肺栓塞;血漿D-二聚體濃度(酶聯免疫吸附法)1650 μg/L(參考值<500 μg/L);ABG: PO2 76.7 mmHg(吸空氣),因氣促明顯無法行6MWT,右心導管測量mPAP: 48 mmHg。周圍肺動脈OCT檢查發現部分管腔內附壁紅色和白色血栓(圖2A)。

  予華法林抗凝治療4個月,患者症狀消失,複查ABG: PO2 87.2 mmHg(吸空氣);6MWT:423米;相同成像血管複查OCT,比較相同橫斷麵OCT圖像發現原附壁紅色血栓消失,白色血栓明顯縮小(圖2B)。

 

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