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Keywords：光学相干断层扫描；插管后气管狭窄；气道形态学
年6月，广州呼吸健康研究院周子青、苏柱泉、孙婉等人在《Respiration》发表论文《PostintubationTrachealStenosisEvaluatedbyEndobronchialOpticalCoherenceTomography:ACanineModelStudy》，OCT技术用于评估插管后气管狭窄（PostintubationTrachealStenosis，PITS）的价值再次得到学术界认可，为日后PITS的临床研究和诊疗应用提供重要的理论基础。
PITS是良性气道狭窄最常见的原因之一，常出现气管壁的肉芽组织增生和局部缺血性损伤，深入研究PITS的气道壁形态学改变有助于进一步探讨PITS的发生发展机制。
本研究使用的奥思添?OCT，是利用创新的光学相干断层扫描成像技术（OpticalCoherenceTomography，OCT），对支气管黏膜下组织进行观察，具有超高分辨率，能够清晰识别管壁上皮层、基底膜、固有层和软骨组织，从而检测到PITS的气道形态结构异常。
奥思添?OCT可通过评估软骨损伤和测量气道壁灰度值，预测PITS的病情发展和预后。研究团队使用12只比格犬建立PITS模型，其中9只分别于建模前、建模后第1天、第7天和第12天进行支气管内OCT扫描，其他3只在建模后连续每天进行扫描。
OCT结果显示PITS发展过程中出现明显的气道壁水肿、肉芽组织增生、软骨损伤、气道壁增厚和影像灰度值下降，与支气管镜检以及组织病理切片结果高度一致。
背景：气管插管后狭窄(PITS)发生发展过程中的预测因子和气道形态学改变尚不清楚。
目的：探讨支气管内光学相干断层扫描(EB-OCT)评价气道形态学改变的有效性。
方法：对12只比格犬进行经口气管插管，建立PITS模型。9只犬分别在造模前、拔管后第1、7、12天进行EB-OCT检查，3只犬在PITS形成过程中连续进行EB-OCT检查。分析比较组织学表现和EB-OCT测量的气管壁厚度和灰度值。
结果：EBOCT显示气管壁水肿、肉芽组织增生、小窝软骨破坏、气道壁增厚与组织病理学检查结果一致。连续EB-OCT气道结构观察显示，气管壁厚由造模前的.41±44.19μm增加到造模后第9天的.67±49.75μm(p0.05)。EB-OCT测得的气道壁灰度值由造模前的.19±14.71降至造模后第9天的74.96±4.08(p0.05)。灰度值与气道壁厚度呈负相关(r=-0.，p=0.)。
结论：EB-OCT显像能较好地评价气道PITS形成过程中的气道形态学改变，与病理组织学结果相一致，是一种较好的评价PITS形成过程中气道形态学改变的方法。EB-OCT软骨损伤评估和灰度值测定有助于预测窝的发展和预后。
PITS形成过程中的支气管镜检查结果。插管前做气管管腔检查(插入尼龙丝进行定位)。B造模后第1天气管粘膜缺血性坏死。造模后第7天出现水肿、坏死组织和肉芽组织增生。D造模后第12天形成增生肉芽组织和气管狭窄。
上图：建模前后支气管内OCT扫描结果对比
PITS形成过程中的EB-OCT图像。A造模前：粘膜、粘膜下层和软骨(白色箭头)排列整齐。B气道壁水肿(蓝色箭头)。C肉芽形成(绿色箭头)合并软骨损伤(白色箭头)。D气道壁增厚，软骨破坏，气道壁层模糊(白色箭头)。
上图：PITS发展过程中的病理切片结果
PITS形成过程中的组织学发现。粘膜下层a、d组织水肿(蓝色箭头)。b、e肉芽增生(绿色箭头)、新生血管、粘膜下水肿和软骨损伤。c，f气管软骨破坏(黑色箭头)，肉芽增生，成纤维细胞增生。研究发现，影像灰度值与气道壁厚度呈高度负相关（相关系数为-0.），并能够区分水肿或肉芽组织增生导致的气道壁增厚，灵敏度和特异度均超过70%。
讨论：
在本研究中，我们在Beagle模型上进行EB-OCT检查以显示过度充气插管后气道结构的变化。EB-OCT显示气道水肿、肉芽组织增生、软骨破坏，气道壁增厚，灰度值降低，与病理组织学表现高度一致。
因此，EB-OCT可以用于对活体气道形态异常进行连续观察和准确测量，有助于进一步了解PITS的生理病理机制。
EB-OCT提供气道形态的高分辨率成像，并与CT扫描和组织病理学结果有很好的相关性。Coxson等人发现CT气道参数与OCT成像评估的气道参数之间有很强的相关性，表明OCT在检测气道壁测量的变化方面比CT更敏感。
Ajose-Ppoola等人采用OCT对气管插管后损伤段进行评价，结果显示气道水肿组织的OCT图像与病理结果有较好的相关性。前人的研究表明EB-OCT在准确评价气道形态方面的有效性。支气管镜检查可明确气道狭窄的类型和程度。
然而，对于影响预后和治疗策略的粘膜下病变和软骨损伤的评估一直是临床上的一个挑战。通常设置为1,nm的OCT频率似乎是区分气道壁结构形态的透光率、散射和分辨率之间的最佳值平衡。
EB-OCT图像与病理结果逐点对照显示，EB-OCT能清晰显示粘膜及粘膜下层和气道软骨的形态异常。粘膜层和粘膜下层呈灰白色，表明背向光散射相对较高，而软骨和肉芽组织则区分为光散射较低的暗区。
气道压力过大可能导致气道壁缺血性损伤，甚至气管狭窄。粘膜或粘膜下层的局部损伤可导致创面的正常愈合。然而，气管软骨的损伤可能会诱导增殖而不是再生，这是导致气管狭窄的关键因素，通常预示着预后较差。
Cavaliere等人报道认为内镜扩张治疗PITS的最重要因素是软骨受累程度，评估肉芽/瘢痕形成程度和软骨受累程度可提高内镜治疗效果。在目前的EB-OCT研究中，我们发现OCT成像与病理结果有很好的相关性，使我们有理由区分PITS发展过程中的病理生理变化。EB-OCT可在造模后1周内发现气道壁水肿和肉芽组织增生。
此外，软骨破坏以结构不连续为特征，可在第9~12天评估，符合PITS发育过程中的组织学变化特点。由于PITS呼吸困难的症状通常滞后于肉芽形成和软骨损伤，我们认为EB-OCT对评估和预测PITS呼吸困难的发展有一定的价值。
EB-OCT成像报告显示组织含水量与OCT灰度值呈负相关。由于OCT光谱对水的吸收最小，水合梯度将提供更大的背向散射光密度，更大的水合作用会导致更多的背向散射和更低的灰度值。
在本研究中，气道壁厚度与EB-OCT评估的灰度值呈负相关，表现为气道水肿和肉芽增生，表现为含水量的增加和EB-OCT灰度值的降低，这通常是导致PITS气道壁增厚的原因。
灰度值从拔管后第1天开始下降，第9天后维持在较低水平，与术后2周内炎症、水肿，肉芽组织(含水较高)突入气管管腔，第12天成纤维细胞增生形成的病理改变相一致，说明拔管后第1天灰度值开始下降，第9天后灰度值维持在较低水平，与术后2周内肉芽组织(含水较高)向气管腔内突入，第12天成纤维细胞增生的病理改变相一致。简而言之，EB-OCT测量得到的灰度值评估可能有助于进一步识别坑道内的气道壁成分。
在这项研究中应该考虑到一些局限性。首先，3只犬中有2只在第9天因气管狭窄引起的呼吸困难而死亡，因此缺乏对这3只比格犬进行EB-OCT的长期观察。
其次，由于气管管腔的内径(直径约1.6-1.8cm)，我们不能用EB-OCT进行完整的环形扫描。取而代之的是，我们在前外侧壁和双侧壁选择了三个扫描点，以揭示气管的形态特征。第三，由于扫描深度和分辨率的限制，一些微观结构，包括腺体、毛细血管和纤维组织，在本研究中无法准确识别和测量。
综上所述，EB-OCT显像可用于评估气道PITS发育过程中的形态学变化，其结果与病理组织学结果一致，是一种有效的评价PITS形成过程中气道形态学改变的方法。EB-OCT对软骨损伤的评价灰度值测量有助于区分气道壁成分，有助于阐明气道PITS的病理生理机制，有助于预测PITS的发展和预后。
结果表明：奥思添?OCT可用于连续观测并精准量化PITS发展过程中的气道形态结构改变以及识别气道壁成分的变化，操作简便、安全直观。相比传统的支气管镜、CT扫描和组织病理检查，OCT可穿透性地精准观测气道壁各层结构，实时、无创地采集病灶区域的形态改变信息，影像分辨率接近病理切片效果，对于日后PITS的临床研究和诊疗应用都有重要的意义。
译者：医院
编辑：王生成
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