科室介绍与医疗新技术

外周型肺动脉栓塞诊断新方法——光学相干断层成像技术呼吸疾病

光学相干断层成像技术(Optical coherence tomography, OCT)是近年来发展的一种高分辨率光学成像技术。该项技术采用对组织无损伤的低能量近红外线作为光源,通过光学干涉原理,检测生物组织的微小结构。其图像分辨率高达微米级,且可在人体内动态、实时成像,被称为活体显微镜OCT设备见图1

OCT成像时,通过位于光纤顶端的探头发射近红外线光,对管腔内结构360°周向扫描。血液中的红细胞具有吸收红外线光作用,影响OCT成像。为获得清晰OCT图像LightLab公司研制了阻断球囊导管,该导管通过球囊阻断近端血流同时导管内置换液(多用生理盐水)冲洗管腔,提供无血流的成像环境。OCT成像示意图见图2。目前,OCT技术主要应用于冠状动脉介入领域,例如,判断冠状动脉内病变的性质、评估冠状动脉内支架的贴壁情况以及检测易损斑块等。

近年来,我们率先将该项技术应用于外周肺血管研究。研究发现,OCT图像能够清晰显示外周肺动脉内血栓并具有鉴别红白血栓具有独特功能。以下简单介绍OCT对外周肺血管研究的特点。

  经过研究我们发现OCT在外周肺动脉研究中具有以下优点:

1M2系列OCT成像导丝长度为191 cm,导丝远端探头外径仅0.39 mm。因此成像导丝具有足够的长度,可以被送入管腔内径≥0.4 mm的周围细小血管内进行成像。

2)图像分辨率高,高分辨CT的图像分辨率为500 μm,高频超声的图像分辨率为150 μm,而OCT的图像分辨率可以达到1020 μm,是目前诊断技术中图像分辨率最高的技术。我们采用OCT扫描外周肺动脉,最小管腔内径0.98 mm最大管径3.49 mm,如图3所示。图像能够清晰显示周围肺动脉管壁三层膜结构,如图4所示。

3 OCT具有鉴别红、白血栓的能力。红色血栓为新鲜血栓血栓内红细胞含量高,白色血栓多为陈旧血栓血栓内含较多纤维素。两种血栓对溶栓效果反应不同。由于红细胞具有吸收近红外线光的特性,因此红、白血栓OCT图像表现不同。既往文献报道以250μm作为血栓内OCT信号衰减50%的距离,鉴别红白血栓敏感性达到95%、特异性达88%。我们采用OCT扫描外周肺动脉发现管腔内红、白色血栓,如图5所示。

4 周围肺动脉成像的安全性。为获得清晰OCT图像,需要在无血液环境下完成。采用近端球囊阻断联合置换液冲洗的方法实现成像部位管腔内无血液环境。由于冠状动脉内血流中断会导致供血区域心肌组织缺血,限制了OCT在严重冠状动脉狭窄和左冠状动脉主干病变中的应用。但肺组织氧气供应丰富且肺动脉为功能性血管,成像时单支周围肺动脉血流中断通常不会引起局部肺组织严重缺血。

5)可以进行体内动态、实时成像。OCT技术能够在人体内动态、实时成像,避免了组织活检过程出现的组织皱缩和挤压现象,并且能够对器官进行功能学研究。

  临床上怀疑肺栓塞但是肺动脉造影未见充盈缺损影像或临床上难以解释低氧血症患者,建议行外周肺动脉OCT检查排除周围型肺动脉栓塞。

若需要咨询该项新技术,可联系呼研所呼吸内科刘春丽教授、洪城博士(8306285183062852)。

 

 

1.  Light Lab 公司 OCT M2系列成像系统

 

 

 

  2. OCT 成像原理示意图,OCT成像导丝(IW)远端探头发出近红外线光(IL),从远端至近端对管腔内病变(L)扫描成像。阻断球囊导管(OBC)通过球囊阻断管腔内血流减少红细胞(RBC)对成像影响,同时生理盐水通过导管远端开口冲洗管腔内残留RBC达到成像部位无血流环境。

 

 

 

 3. 正常小和大管径外周肺动脉图像。图A,正常小管径外周肺动脉图像,管腔内直径0.98 mm(白线A),动脉管壁外可见肺泡结构。图B,正常大管径外周肺动脉图像,管腔内直径3.49 mm(白线A),动脉管壁外可见肺泡结构。

 

 

 

 4. 外周肺动脉OCT图像,A为圈选管腔面积曲线,系统自动测量显示管腔面积2.01 mm2,图中清晰显示管壁各层结构,实线方框为管壁放大图像,测量内膜(Intima, I)厚度102μm、中膜(Media, M)距离73μm、外膜(Adventitia, A)距离146μm

 

 

 

 

5. 外周肺动脉内红、白色血栓OCT图像。图A可见管腔内血栓(T),血栓内OCT信号强度衰减50%的距离96μm,考虑为红色血栓。图B可见管腔内附壁血栓(T),血栓OCT信号衰减50%的距离385μm,考虑为白色血栓。

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