引用本文： 周光紅, 鄒俊. 光學相干斷層掃描技術在呼吸系統疾病中的研究與應用進展. 中國呼吸與危重監護雜志, 2023, 22(2): 148-152. doi: 10.7507/1671-6205.202212014 復制
呼吸系統疾病的診療與隨訪高度依賴于影像學、生理功能測試和組織病理等，其各有優劣，綜合分析可顯著提高呼吸系統疾病的診療水平。但臨床上鮮有某種診療技術可以兼具影像學、生理功能測試和組織病理特點。尋找簡單、高效、安全的診療措施，一直都是醫學界的研究方向。光學相關斷層掃描（optical coherence tomography，OCT）的出現為呼吸系統疾病診療技術的提升帶來了曙光。
OCT是繼X光、超聲、CT之后的新一代醫學影像設備，圖像分辨率可達納米級，其分辨率是CT的100倍，超聲的10倍，診斷價值近病理顯微鏡，俗稱“光學活檢”[1]。此外，OCT還兼具組織量化功能，可以測量管腔形態參數（如管腔內徑、管腔周長、管腔面積等）、管壁形態參數（如管壁面積、管壁面積百分比、黏膜厚度等）以及孔洞形態參數（如孔洞數量、孔洞面積最大值等）等。光學主機通過發射近紅外光線，采用弱相干光干涉原理，進一步探測組織的細微結構。因其相對無創、無輻射等優勢，廣泛應用于醫學診療領域。目前已廣泛應用于眼科的視網膜成像及評估心臟介入中冠狀動脈的狹窄程度和支架貼壁情況。呼吸道OCT由于不需要與氣道黏膜表面接觸，不易受心臟搏動和呼吸運動的偽影影響[2]，且光波不需要液體耦合介質等優點，在經過大量的科研后，目前國內外部分大型醫院已投入臨床應用。但科研、科研與臨床的轉化，現階段依然處于探索階段。現就OCT在呼吸系統疾病中的研究與應用進行綜述。
1 OCT的工作原理與優勢
OCT的工作原理類似于氣道內超聲，不同的是OCT采用近紅外光線作為光源。光在傳導過程，由于散射和反射的存在，不同深度的組織發出反射光或散射光不同，最終產生不一樣的光學信號。OCT成像分為三步：① 光學主機發射λ=1310 nm的光源，經分束器分束為探測光和參考光，探測光通過OCT探頭搭載柔性電子支氣管鏡到達探測部位；② 探測光在被測組織內發生反射或散射，反射回來的樣品光攜帶人體組織的光學相位信息；③ 樣品光與參考光重疊產生強度不同的光干涉信號，當兩束光波頂點一致時信號增強，稱增加干涉；當兩束光波頂點方向相反時信號減弱，稱消減干涉，回傳主機經算法重組成像。并且通過OCT的一次檢測，可以獲得一維結構、二維測量和三維立體結構的全方位圖像。
OCT在某些方面又優于氣道內超聲：① 光波不需要換能器介質與組織直接接觸，因此具有優異的性能，可用于充滿空氣的解剖室，如氣道。② 光的傳播速度是聲波的20萬倍，因此OCT更能代表組織的實時圖像，可以同步顯示與疾病相關的肺解剖分區。③ 鑒于OCT的高分辨率（10～15 μm），可指導疾病的分類與活檢定位。在阻塞性肺疾病中，氣道壁結構變化及氣道重塑可通過OCT被識別與量化；在惡性肺病中，可以區分中央氣道、肺實質、淋巴結和胸膜的正常和惡性區域[3]。④ 因為OCT的安全性和可重復性，在呼吸道疾病的介入診療中應用前景廣闊，有望成為新一代呼吸系統疾病的重要診療手段。
2 OCT在慢性阻塞性肺疾病中的應用
慢性阻塞性肺疾病（簡稱慢阻肺）的主要病理特點是氣道慢性炎癥和氣道重塑，高發病率和高死亡率導致慢阻肺是目前全球第四大死因。作為一種可預防的慢性病變，早期診療尤為關鍵。肺功能作為慢阻肺的診斷金標準，且可動態隨訪治療反應，臨床應用廣泛。但是，肺功能局限性大，且只有當 30% 肺組織發生病變后才能通過肺功能檢查診斷該疾病[4]，最終導致部分患者診療滯后。研究還表明，對于輕度氣流限制的患者，只依賴肺功能檢查可能低估慢阻肺患者的生理損傷[5]。因此，找到早期慢阻肺的篩查手段和疾病嚴重程度評估手段顯得尤為重要，但目前仍無可靠的、精確的檢測手段可以替代肺功能，OCT或許可改變這一現狀。
早在2009年，Coxson等[6]通過比較OCT與CT在慢阻肺患者小氣道成像，發現OCT更能顯示小氣道管壁厚度和管腔面積，且在評估與第1秒用力呼氣容積（forced expiratory volume in the first second，FEV1）降低相關的小氣道病變時，OCT探測的小氣道病變程度與慢阻肺分級具有良好的相關性以便制定進一步的治療方案。因此，OCT有望成為篩查早期慢阻肺的重要檢測手段，這在其后的鐘南山院士團隊[7]的研究中也得到驗證，他們通過對肺結節患者與慢阻肺患者分別進行OCT、肺功能與CT三種技術測量3～9級氣道參數，結果發現，OCT能可靠地檢測早期呼吸系統疾病的小氣道重塑，在評估近段及遠段氣道方面，均優于CT與肺功能，且OCT在檢測小氣道病變方面與組織學有很好的相關性。同期，鐘院士團隊研究了48例慢阻肺患者、21例健康吸煙者和17例健康不吸煙者，并使用OCT量化了氣道結構的形態學變化，結果發現基于OCT的參數測量（氣道管腔內徑、管腔內面積和氣道壁面積）在評估小氣道的氣道重塑與氣流受限程度方面，OCT比肺功能具有更強的鑒別能力，具備發現早期慢阻肺（健康吸煙者）的潛能[8]。研究發現，OCT參數小氣道壁面積百分比與慢阻肺患者和重度吸煙者的脈沖振蕩法參數和肺功能參數顯著相關[9]。在慢阻肺患者的治療反應觀察研究中發現，OCT可以檢測體內對黏液動員干預的反應差異，因此可能為黏液阻塞性肺病患者研究提供更有效的治療方法[10]。但目前尚無類似于FEV1占所有呼氣量的百分比或FEV1占預計值百分比的具體OCT量化指標，以界定氣道重塑或氣流受限及其嚴重程度，臨床應用仍然受限，需進一步的探索與研究。
3 OCT在支氣管哮喘中的應用
與慢阻肺一樣，支氣管哮喘（以下簡稱哮喘）同樣存在氣道慢性炎癥與氣道重塑，包括氣道壁結構的變化。氣道重塑是哮喘的關鍵病理改變，與疾病嚴重程度相關。OCT同樣可作為哮喘患者氣道重塑的量化工具。研究表明，OCT可根據氣道內褶皺數量，平滑肌和氣道基底層、細胞外基質等結構對哮喘患者的嚴重程度進行評估[11-12]。在一項納入21例輕度哮喘患者，36例中度哮喘患者，47例重度哮喘患者的研究中，通過OCT發現，哮喘越嚴重，其氣道重塑更顯著，輕度哮喘患者已經出現氣道重塑。中型氣道對支氣管擴張的反應在改善肺通氣和氣道重塑方面起著重要作用[13]。除了評估氣道重塑外，OCT同樣有助于揭示呼吸道介入治療新技術的作用機制和評估治療反應。在2例實施支氣管熱成形術的哮喘患者隨訪中發現，盡管患者表現出相似的臨床癥狀改善和肺活量數值，但結果只有1例患者被判斷為有效。OCT發現有效者的氣道壁厚度下降顯著，而無效者的氣道壁厚度保持不變[14]。多項研究均發現OCT可用于評估哮喘患者支氣管熱形成術后的療效，能精準測量術后患者氣道內平滑肌的結構與厚度變化[15-16]。此外，OCT還可用于觀察支氣管熱成型術對氣道壁的急性反應，并確定氣道壁內的急性反應類型，如上皮細胞脫落和水腫等。意外的是，OCT還發現支氣管熱成形術的早期治療效應能達到遠端更小的非手術區小氣道[17]。
綜上，通過OCT檢查可指導哮喘患者的臨床診斷、病情評估以及治療后隨訪等，進一步提升臨床實時診療效率，降低診療成本。
4 OCT在支氣管擴張中的應用
支氣管擴張是多種原因導致的支氣管擴張和與之相關的咳嗽、咯痰和咯血等臨床表現。名稱來源于病理解剖改變，主要表現為支氣管不可逆的受損和擴張，可分為囊性纖維化、特發性支氣管擴張及與其他肺部疾病相關三種。高分辨率CT檢查（high-resolution computed tomography，HRCT）是主要診斷依據，但部分患者存在CT檢查禁忌，且CT不能很好協助分類，因此，部分醫生把期望寄托于OCT。OCT不光可抵達超細電子支氣管鏡不能到達的小氣道，還具有高分辨率的氣道內成像及精準地量化氣道結構，因此在支氣管擴張中具有一定的應用前景。但遺憾目前國內外尚無相關研究結論發布。筆者單位，通過對部分支氣管擴張患者的OCT圖像分析，發現擴張部位氣道存在氣道內徑增加、固有層增厚、管壁外水腫、管壁增厚、管壁不光滑、管壁黏膜脫落形成凹槽等特征。這與先前1例哮喘患者在支氣管熱成形術后的隨訪中，OCT觀察到支氣管擴張的特征類似[18]。
5 OCT在肺腫瘤中的應用
肺部占位性疾病的診療主要圍繞三個方面。首先，病灶良惡性的鑒別；其次，如為惡性，需進一步明確具體的病理分型；最后，針對性的個體化治療。OCT在這三方面均有良好的應用價值。
Ding等[19]研究表明通過人工智能技術提取OCT圖像特征，對肺外周結節良惡性進行分類，敏感性、特異性和準確性分別為90.41%、77.87%和83.51%。Lam等[20]研究發現通過熒光支氣管鏡導航的OCT成像在氣道內病灶中癌前病變的診療價值接近組織病理切片，甚至可以區分原位癌與浸潤性癌。麻省總醫院團隊[21]研究發現肺鱗癌、肺腺癌、低分化癌的OCT圖像特征不一，總結為肺鱗癌的OCT圖像表現為圓形或不規則形狀的信號強度巢，其信號強度高于周圍組織。鱗癌可能在信號巢的中心或與信號巢混合處含有大小不等、形狀不規則、低信號的壞死區域；肺腺癌的OCT圖像則顯示為圓形或成角度的低信號結構，無高信號巢；低分化癌則既無類似鱗癌的高信號巢，也無類似腺癌的圓形或成角度的低信號巢。基于當時OCT技術的靈敏度和特異度，仍不能取代病理活檢，但通過OCT輔助引導定位，可進一步提高活檢診斷陽性率。中國人民解放軍總醫院呼吸專家團隊[22]通過對不同類型肺癌的OCT圖像特征初步研究發現，鱗癌表現為鱗狀凸起，大塊黑斑，腫脹；腺癌多為彌漫性腫塊，小黑點分布；小細胞癌多表現為管壁凸起，表皮后黑斑，固有層增厚。其特異性及陽性預測值分別為：鱗癌100%，100%；腺癌100%，100%；小細胞肺癌93.7%，96.8%。該研究較麻省總醫院團隊研究的特異性顯著提高。而腫瘤采樣不足是導致重復操作和延遲診斷的常見原因，主要是由于無意中采樣了腫瘤相關纖維化或肺不張，研究顯示，在量化活檢組織中的腫瘤細胞、纖維化和正常肺實質時，偏振OCT與匹配的組織學之間具有很強的相關性，偏振OCT以高靈敏度和特異性區分出腫瘤細胞含量低的標本和腫瘤細胞含量高的標本，進一步證明了偏振OCT作為一種快速、無損、無標記的腫瘤產量評估方法的潛力[23-24]。介入治療是肺癌治療的重要措施。其中，瘤體致氣道狹窄的患者可能會選擇植入氣道支架，為了定制最佳的支架尺寸，盡可能貼合、適應個體氣道尺寸，術前通過OCT測量病變部位氣道尺寸可較傳統影像學更加精準，治療反應更佳[25]。
綜上，鑒于OCT在肺癌中的應用前景十分廣闊，有望取代病理活檢，成為新一代的無創活檢診斷技術。但其診斷價值仍無法完全替代組織病理活檢，需要進一步的技術改進。
6 OCT在間質性肺疾病中的應用
間質性肺疾病是呼吸系統一類病因復雜，分類繁多的常見疾病，其發病機制、病理改變、疾病進展、治療選擇和預后均不盡相同。診斷多依賴于HRCT，但HRCT存在局限性，部分患者可能需要通過肺組織病理活檢進行鑒別。病理活檢不僅能鑒別感染性因素和非感染性因素（如腫瘤性疾病），還能鑒別結節病、肺含鐵血黃素沉著癥、肺泡蛋白沉著癥等不常見疾病。因此病理活檢在肺間質性疾病中具有重要價值。常見活檢手段有外科肺活檢和經支氣管冷凍活檢，診斷率分別高達95%、80%[26]。但不論外科肺活檢，還是經支氣管冷凍活檢，均具有較高的手術風險，如出血、氣胸，甚至死亡等。OCT作為一種新型“無創光學活檢”技術，能顯著降低肺活檢手術率，有效地避開手術風險，且能夠識別HRCT上看不到的肺泡微觀蜂窩征，發現肺泡間隔增厚、肺泡結構喪失、顯微蜂窩、囊腫與牽拉性支氣管擴張等[27-29]。Nandy等[30]進一步驗證了OCT的安全性與有效性。近期，Nandy團隊[31]通過偏振OCT以發現其在間質性肺病中定量、體內微觀評估纖維化方面的潛力，結局良好，但需要進行大規模的多中心研究，以徹底確定偏振OCT在間質性肺疾病診斷和臨床管理中的效用。因此，OCT在肺間質性疾病的診斷中同樣具有廣闊的應用前景，值得更加深入的研究與探索。
7 OCT在肺血管性疾病中的應用
肺血管性疾病以肺高壓、肺動脈栓塞為主。肺高壓分為5型，其中，肺動脈高血壓（pulmonary hypertension，PAH）和慢性血栓栓塞性肺動脈高壓（chronic thromboembolic pulmonary hypertension，CTEPH）均表現為肺動脈壓力升高，但具有不同的病理特征；OCT可有助于區分PAH和CTEPH，以及其他類型的肺高壓。研究發現，與健康對照組相比，OCT可檢測到PAH患者的肺動脈壁厚度明顯增加；而在CTEPH中，肺動脈OCT則顯示出血栓閉塞和（或）網格狀改變的特征[32]。CTEPH根據栓塞血管不同，其治療方案不一樣。外科肺動脈內膜切除術是CTEPH的一線治療方法，然而，一些患者由于手術風險高或血栓部位位于遠端動脈而無法手術，這部分患者可采用肺血管球囊成形術。為了保證手術效果和避免嚴重并發癥（如再灌注肺水腫或動脈穿孔等）發生，術前可通過OCT測量血管尺寸、病變長度和OCT成像評估病變類型，如網狀、狹縫或環狀狹窄等，進一步指導球囊選擇；術中，由于采用OCT定位，可使患者和醫生減少頻繁的放射性檢查，從而減少輻射不良影響，保障醫患的安全；術后OCT可進一步評估治療效果[33-34]。
肺動脈血栓診斷主要通過肺動脈CT血管造影、肺血管造影等檢查。早在10年前，國內學者就通過OCT檢測周圍性肺血栓[35]。隨后研究比較了OCT與選擇性肺動脈造影在肺栓塞中的診斷價值，進一步發現，OCT在外周肺動脈遠端段發現的血栓明顯多于選擇性肺動脈造影[36]。此外，OCT還能夠區分急性“紅色”栓塞和慢性“白色”血栓，以進一步指導抗凝劑的選擇，這在肺動脈CT血管造影和肺血管造影中均不可能實現，進一步肯定了OCT在肺血栓中的應用價值。
8 OCT在淋巴結性疾病中的應用
氣道旁淋巴結性疾病可通過氣道超聲（E-BUS和R-EBUS）指導針吸活檢進行診斷，但不同醫療機構其檢測陽性率不同，部分較低。OCT可作為其重要補充手段。Shostak等[37]通過對離體式氣道旁淋巴結行OCT成像，其中部分淋巴結考慮轉移性癌。OCT能清晰顯示淋巴濾泡、脂肪組織、富含色素的組織細胞和血管。轉移性癌的OCT特征與良性淋巴結不同，微結構特征反映了癌亞型的形態，可用于指導針吸淋巴結活檢取材，作為支氣管內超聲的補充。但需要進行體內研究，以進一步評估OCT在氣道旁淋巴結評估中的臨床應用。
9 OCT在胸膜疾病中的應用
胸腔鏡是胸膜疾病診斷的主要手段，但其穿透力不佳，無法識別黏膜下組織結構，因而導致活檢取材不佳，診斷延誤甚至失敗。研究發現，結合OCT可以大幅度提高胸膜疾病的診斷效率。在胸腔腫瘤的白兔模型中，通過胸腔鏡發現病灶，再結合OCT觀察病灶特點，最后與組織病理切片比較，結果發現OCT具有發現胸腔內早期腫瘤診斷的能力[38]。隨著技術的改進，Park等[39]通過偏振OCT分析白兔胸膜癌，結果發現OCT兼具識別胸膜下結構和確定腫瘤邊緣的功能。對吸入性肺損傷和膿胸、轉移性肉瘤和胸膜肉瘤患者新鮮切除的肺和胸膜組織進行OCT成像，隨后對組織進行蘇木精和伊紅組織學處理，與OCT圖像進行比較，結果顯示OCT在胸膜疾病中具有診斷價值，能實現實時準確和早期的胸膜和胸膜下疾病的診斷[40]。
10 展望
綜上，OCT是一種很有前途的高分辨率、實時、體內成像技術，可視化呼吸道重要解剖區的相關疾病，應用前景廣泛。然而，與眼科和心臟病學不同，OCT尚未被廣泛應用于呼吸道疾病的診療中，目前仍缺乏大樣本RCT和權威指南。另一方面，由于設備技術限制了部分診療開展，因此技術改進可以大幅度改善這一局面。其中，偏振OCT，不僅顯示氣道壁的結構層，還顯示組織的排列；納米光學內窺鏡可以提高OCT成像的分辨率等；目前已有800 nm的超高分辨率衍射內窺鏡OCT用于動物實驗，分辨率提高到1.7 μm，對比度也進一步得到提升，需進一步技術改進[41]。OCT圖像的分析也是一個非常精細且耗時的過程，自動化軟件的開發對于實現這些技術也至關重要。因此，有關OCT的研究還需進一步深入以滿足臨床的不同診療需求。
利益沖突：本文不涉及任何利益沖突。
呼吸系統疾病的診療與隨訪高度依賴于影像學、生理功能測試和組織病理等，其各有優劣，綜合分析可顯著提高呼吸系統疾病的診療水平。但臨床上鮮有某種診療技術可以兼具影像學、生理功能測試和組織病理特點。尋找簡單、高效、安全的診療措施，一直都是醫學界的研究方向。光學相關斷層掃描（optical coherence tomography，OCT）的出現為呼吸系統疾病診療技術的提升帶來了曙光。
OCT是繼X光、超聲、CT之后的新一代醫學影像設備，圖像分辨率可達納米級，其分辨率是CT的100倍，超聲的10倍，診斷價值近病理顯微鏡，俗稱“光學活檢”[1]。此外，OCT還兼具組織量化功能，可以測量管腔形態參數（如管腔內徑、管腔周長、管腔面積等）、管壁形態參數（如管壁面積、管壁面積百分比、黏膜厚度等）以及孔洞形態參數（如孔洞數量、孔洞面積最大值等）等。光學主機通過發射近紅外光線，采用弱相干光干涉原理，進一步探測組織的細微結構。因其相對無創、無輻射等優勢，廣泛應用于醫學診療領域。目前已廣泛應用于眼科的視網膜成像及評估心臟介入中冠狀動脈的狹窄程度和支架貼壁情況。呼吸道OCT由于不需要與氣道黏膜表面接觸，不易受心臟搏動和呼吸運動的偽影影響[2]，且光波不需要液體耦合介質等優點，在經過大量的科研后，目前國內外部分大型醫院已投入臨床應用。但科研、科研與臨床的轉化，現階段依然處于探索階段。現就OCT在呼吸系統疾病中的研究與應用進行綜述。
1 OCT的工作原理與優勢
OCT的工作原理類似于氣道內超聲，不同的是OCT采用近紅外光線作為光源。光在傳導過程，由于散射和反射的存在，不同深度的組織發出反射光或散射光不同，最終產生不一樣的光學信號。OCT成像分為三步：① 光學主機發射λ=1310 nm的光源，經分束器分束為探測光和參考光，探測光通過OCT探頭搭載柔性電子支氣管鏡到達探測部位；② 探測光在被測組織內發生反射或散射，反射回來的樣品光攜帶人體組織的光學相位信息；③ 樣品光與參考光重疊產生強度不同的光干涉信號，當兩束光波頂點一致時信號增強，稱增加干涉；當兩束光波頂點方向相反時信號減弱，稱消減干涉，回傳主機經算法重組成像。并且通過OCT的一次檢測，可以獲得一維結構、二維測量和三維立體結構的全方位圖像。
OCT在某些方面又優于氣道內超聲：① 光波不需要換能器介質與組織直接接觸，因此具有優異的性能，可用于充滿空氣的解剖室，如氣道。② 光的傳播速度是聲波的20萬倍，因此OCT更能代表組織的實時圖像，可以同步顯示與疾病相關的肺解剖分區。③ 鑒于OCT的高分辨率（10～15 μm），可指導疾病的分類與活檢定位。在阻塞性肺疾病中，氣道壁結構變化及氣道重塑可通過OCT被識別與量化；在惡性肺病中，可以區分中央氣道、肺實質、淋巴結和胸膜的正常和惡性區域[3]。④ 因為OCT的安全性和可重復性，在呼吸道疾病的介入診療中應用前景廣闊，有望成為新一代呼吸系統疾病的重要診療手段。
2 OCT在慢性阻塞性肺疾病中的應用
慢性阻塞性肺疾病（簡稱慢阻肺）的主要病理特點是氣道慢性炎癥和氣道重塑，高發病率和高死亡率導致慢阻肺是目前全球第四大死因。作為一種可預防的慢性病變，早期診療尤為關鍵。肺功能作為慢阻肺的診斷金標準，且可動態隨訪治療反應，臨床應用廣泛。但是，肺功能局限性大，且只有當 30% 肺組織發生病變后才能通過肺功能檢查診斷該疾病[4]，最終導致部分患者診療滯后。研究還表明，對于輕度氣流限制的患者，只依賴肺功能檢查可能低估慢阻肺患者的生理損傷[5]。因此，找到早期慢阻肺的篩查手段和疾病嚴重程度評估手段顯得尤為重要，但目前仍無可靠的、精確的檢測手段可以替代肺功能，OCT或許可改變這一現狀。
早在2009年，Coxson等[6]通過比較OCT與CT在慢阻肺患者小氣道成像，發現OCT更能顯示小氣道管壁厚度和管腔面積，且在評估與第1秒用力呼氣容積（forced expiratory volume in the first second，FEV1）降低相關的小氣道病變時，OCT探測的小氣道病變程度與慢阻肺分級具有良好的相關性以便制定進一步的治療方案。因此，OCT有望成為篩查早期慢阻肺的重要檢測手段，這在其后的鐘南山院士團隊[7]的研究中也得到驗證，他們通過對肺結節患者與慢阻肺患者分別進行OCT、肺功能與CT三種技術測量3～9級氣道參數，結果發現，OCT能可靠地檢測早期呼吸系統疾病的小氣道重塑，在評估近段及遠段氣道方面，均優于CT與肺功能，且OCT在檢測小氣道病變方面與組織學有很好的相關性。同期，鐘院士團隊研究了48例慢阻肺患者、21例健康吸煙者和17例健康不吸煙者，并使用OCT量化了氣道結構的形態學變化，結果發現基于OCT的參數測量（氣道管腔內徑、管腔內面積和氣道壁面積）在評估小氣道的氣道重塑與氣流受限程度方面，OCT比肺功能具有更強的鑒別能力，具備發現早期慢阻肺（健康吸煙者）的潛能[8]。研究發現，OCT參數小氣道壁面積百分比與慢阻肺患者和重度吸煙者的脈沖振蕩法參數和肺功能參數顯著相關[9]。在慢阻肺患者的治療反應觀察研究中發現，OCT可以檢測體內對黏液動員干預的反應差異，因此可能為黏液阻塞性肺病患者研究提供更有效的治療方法[10]。但目前尚無類似于FEV1占所有呼氣量的百分比或FEV1占預計值百分比的具體OCT量化指標，以界定氣道重塑或氣流受限及其嚴重程度，臨床應用仍然受限，需進一步的探索與研究。
3 OCT在支氣管哮喘中的應用
與慢阻肺一樣，支氣管哮喘（以下簡稱哮喘）同樣存在氣道慢性炎癥與氣道重塑，包括氣道壁結構的變化。氣道重塑是哮喘的關鍵病理改變，與疾病嚴重程度相關。OCT同樣可作為哮喘患者氣道重塑的量化工具。研究表明，OCT可根據氣道內褶皺數量，平滑肌和氣道基底層、細胞外基質等結構對哮喘患者的嚴重程度進行評估[11-12]。在一項納入21例輕度哮喘患者，36例中度哮喘患者，47例重度哮喘患者的研究中，通過OCT發現，哮喘越嚴重，其氣道重塑更顯著，輕度哮喘患者已經出現氣道重塑。中型氣道對支氣管擴張的反應在改善肺通氣和氣道重塑方面起著重要作用[13]。除了評估氣道重塑外，OCT同樣有助于揭示呼吸道介入治療新技術的作用機制和評估治療反應。在2例實施支氣管熱成形術的哮喘患者隨訪中發現，盡管患者表現出相似的臨床癥狀改善和肺活量數值，但結果只有1例患者被判斷為有效。OCT發現有效者的氣道壁厚度下降顯著，而無效者的氣道壁厚度保持不變[14]。多項研究均發現OCT可用于評估哮喘患者支氣管熱形成術后的療效，能精準測量術后患者氣道內平滑肌的結構與厚度變化[15-16]。此外，OCT還可用于觀察支氣管熱成型術對氣道壁的急性反應，并確定氣道壁內的急性反應類型，如上皮細胞脫落和水腫等。意外的是，OCT還發現支氣管熱成形術的早期治療效應能達到遠端更小的非手術區小氣道[17]。
綜上，通過OCT檢查可指導哮喘患者的臨床診斷、病情評估以及治療后隨訪等，進一步提升臨床實時診療效率，降低診療成本。
4 OCT在支氣管擴張中的應用
支氣管擴張是多種原因導致的支氣管擴張和與之相關的咳嗽、咯痰和咯血等臨床表現。名稱來源于病理解剖改變，主要表現為支氣管不可逆的受損和擴張，可分為囊性纖維化、特發性支氣管擴張及與其他肺部疾病相關三種。高分辨率CT檢查（high-resolution computed tomography，HRCT）是主要診斷依據，但部分患者存在CT檢查禁忌，且CT不能很好協助分類，因此，部分醫生把期望寄托于OCT。OCT不光可抵達超細電子支氣管鏡不能到達的小氣道，還具有高分辨率的氣道內成像及精準地量化氣道結構，因此在支氣管擴張中具有一定的應用前景。但遺憾目前國內外尚無相關研究結論發布。筆者單位，通過對部分支氣管擴張患者的OCT圖像分析，發現擴張部位氣道存在氣道內徑增加、固有層增厚、管壁外水腫、管壁增厚、管壁不光滑、管壁黏膜脫落形成凹槽等特征。這與先前1例哮喘患者在支氣管熱成形術后的隨訪中，OCT觀察到支氣管擴張的特征類似[18]。
5 OCT在肺腫瘤中的應用
肺部占位性疾病的診療主要圍繞三個方面。首先，病灶良惡性的鑒別；其次，如為惡性，需進一步明確具體的病理分型；最后，針對性的個體化治療。OCT在這三方面均有良好的應用價值。
Ding等[19]研究表明通過人工智能技術提取OCT圖像特征，對肺外周結節良惡性進行分類，敏感性、特異性和準確性分別為90.41%、77.87%和83.51%。Lam等[20]研究發現通過熒光支氣管鏡導航的OCT成像在氣道內病灶中癌前病變的診療價值接近組織病理切片，甚至可以區分原位癌與浸潤性癌。麻省總醫院團隊[21]研究發現肺鱗癌、肺腺癌、低分化癌的OCT圖像特征不一，總結為肺鱗癌的OCT圖像表現為圓形或不規則形狀的信號強度巢，其信號強度高于周圍組織。鱗癌可能在信號巢的中心或與信號巢混合處含有大小不等、形狀不規則、低信號的壞死區域；肺腺癌的OCT圖像則顯示為圓形或成角度的低信號結構，無高信號巢；低分化癌則既無類似鱗癌的高信號巢，也無類似腺癌的圓形或成角度的低信號巢。基于當時OCT技術的靈敏度和特異度，仍不能取代病理活檢，但通過OCT輔助引導定位，可進一步提高活檢診斷陽性率。中國人民解放軍總醫院呼吸專家團隊[22]通過對不同類型肺癌的OCT圖像特征初步研究發現，鱗癌表現為鱗狀凸起，大塊黑斑，腫脹；腺癌多為彌漫性腫塊，小黑點分布；小細胞癌多表現為管壁凸起，表皮后黑斑，固有層增厚。其特異性及陽性預測值分別為：鱗癌100%，100%；腺癌100%，100%；小細胞肺癌93.7%，96.8%。該研究較麻省總醫院團隊研究的特異性顯著提高。而腫瘤采樣不足是導致重復操作和延遲診斷的常見原因，主要是由于無意中采樣了腫瘤相關纖維化或肺不張，研究顯示，在量化活檢組織中的腫瘤細胞、纖維化和正常肺實質時，偏振OCT與匹配的組織學之間具有很強的相關性，偏振OCT以高靈敏度和特異性區分出腫瘤細胞含量低的標本和腫瘤細胞含量高的標本，進一步證明了偏振OCT作為一種快速、無損、無標記的腫瘤產量評估方法的潛力[23-24]。介入治療是肺癌治療的重要措施。其中，瘤體致氣道狹窄的患者可能會選擇植入氣道支架，為了定制最佳的支架尺寸，盡可能貼合、適應個體氣道尺寸，術前通過OCT測量病變部位氣道尺寸可較傳統影像學更加精準，治療反應更佳[25]。
綜上，鑒于OCT在肺癌中的應用前景十分廣闊，有望取代病理活檢，成為新一代的無創活檢診斷技術。但其診斷價值仍無法完全替代組織病理活檢，需要進一步的技術改進。
6 OCT在間質性肺疾病中的應用
間質性肺疾病是呼吸系統一類病因復雜，分類繁多的常見疾病，其發病機制、病理改變、疾病進展、治療選擇和預后均不盡相同。診斷多依賴于HRCT，但HRCT存在局限性，部分患者可能需要通過肺組織病理活檢進行鑒別。病理活檢不僅能鑒別感染性因素和非感染性因素（如腫瘤性疾病），還能鑒別結節病、肺含鐵血黃素沉著癥、肺泡蛋白沉著癥等不常見疾病。因此病理活檢在肺間質性疾病中具有重要價值。常見活檢手段有外科肺活檢和經支氣管冷凍活檢，診斷率分別高達95%、80%[26]。但不論外科肺活檢，還是經支氣管冷凍活檢，均具有較高的手術風險，如出血、氣胸，甚至死亡等。OCT作為一種新型“無創光學活檢”技術，能顯著降低肺活檢手術率，有效地避開手術風險，且能夠識別HRCT上看不到的肺泡微觀蜂窩征，發現肺泡間隔增厚、肺泡結構喪失、顯微蜂窩、囊腫與牽拉性支氣管擴張等[27-29]。Nandy等[30]進一步驗證了OCT的安全性與有效性。近期，Nandy團隊[31]通過偏振OCT以發現其在間質性肺病中定量、體內微觀評估纖維化方面的潛力，結局良好，但需要進行大規模的多中心研究，以徹底確定偏振OCT在間質性肺疾病診斷和臨床管理中的效用。因此，OCT在肺間質性疾病的診斷中同樣具有廣闊的應用前景，值得更加深入的研究與探索。
7 OCT在肺血管性疾病中的應用
肺血管性疾病以肺高壓、肺動脈栓塞為主。肺高壓分為5型，其中，肺動脈高血壓（pulmonary hypertension，PAH）和慢性血栓栓塞性肺動脈高壓（chronic thromboembolic pulmonary hypertension，CTEPH）均表現為肺動脈壓力升高，但具有不同的病理特征；OCT可有助于區分PAH和CTEPH，以及其他類型的肺高壓。研究發現，與健康對照組相比，OCT可檢測到PAH患者的肺動脈壁厚度明顯增加；而在CTEPH中，肺動脈OCT則顯示出血栓閉塞和（或）網格狀改變的特征[32]。CTEPH根據栓塞血管不同，其治療方案不一樣。外科肺動脈內膜切除術是CTEPH的一線治療方法，然而，一些患者由于手術風險高或血栓部位位于遠端動脈而無法手術，這部分患者可采用肺血管球囊成形術。為了保證手術效果和避免嚴重并發癥（如再灌注肺水腫或動脈穿孔等）發生，術前可通過OCT測量血管尺寸、病變長度和OCT成像評估病變類型，如網狀、狹縫或環狀狹窄等，進一步指導球囊選擇；術中，由于采用OCT定位，可使患者和醫生減少頻繁的放射性檢查，從而減少輻射不良影響，保障醫患的安全；術后OCT可進一步評估治療效果[33-34]。
肺動脈血栓診斷主要通過肺動脈CT血管造影、肺血管造影等檢查。早在10年前，國內學者就通過OCT檢測周圍性肺血栓[35]。隨后研究比較了OCT與選擇性肺動脈造影在肺栓塞中的診斷價值，進一步發現，OCT在外周肺動脈遠端段發現的血栓明顯多于選擇性肺動脈造影[36]。此外，OCT還能夠區分急性“紅色”栓塞和慢性“白色”血栓，以進一步指導抗凝劑的選擇，這在肺動脈CT血管造影和肺血管造影中均不可能實現，進一步肯定了OCT在肺血栓中的應用價值。
8 OCT在淋巴結性疾病中的應用
氣道旁淋巴結性疾病可通過氣道超聲（E-BUS和R-EBUS）指導針吸活檢進行診斷，但不同醫療機構其檢測陽性率不同，部分較低。OCT可作為其重要補充手段。Shostak等[37]通過對離體式氣道旁淋巴結行OCT成像，其中部分淋巴結考慮轉移性癌。OCT能清晰顯示淋巴濾泡、脂肪組織、富含色素的組織細胞和血管。轉移性癌的OCT特征與良性淋巴結不同，微結構特征反映了癌亞型的形態，可用于指導針吸淋巴結活檢取材，作為支氣管內超聲的補充。但需要進行體內研究，以進一步評估OCT在氣道旁淋巴結評估中的臨床應用。
9 OCT在胸膜疾病中的應用
胸腔鏡是胸膜疾病診斷的主要手段，但其穿透力不佳，無法識別黏膜下組織結構，因而導致活檢取材不佳，診斷延誤甚至失敗。研究發現，結合OCT可以大幅度提高胸膜疾病的診斷效率。在胸腔腫瘤的白兔模型中，通過胸腔鏡發現病灶，再結合OCT觀察病灶特點，最后與組織病理切片比較，結果發現OCT具有發現胸腔內早期腫瘤診斷的能力[38]。隨著技術的改進，Park等[39]通過偏振OCT分析白兔胸膜癌，結果發現OCT兼具識別胸膜下結構和確定腫瘤邊緣的功能。對吸入性肺損傷和膿胸、轉移性肉瘤和胸膜肉瘤患者新鮮切除的肺和胸膜組織進行OCT成像，隨后對組織進行蘇木精和伊紅組織學處理，與OCT圖像進行比較，結果顯示OCT在胸膜疾病中具有診斷價值，能實現實時準確和早期的胸膜和胸膜下疾病的診斷[40]。
10 展望
綜上，OCT是一種很有前途的高分辨率、實時、體內成像技術，可視化呼吸道重要解剖區的相關疾病，應用前景廣泛。然而，與眼科和心臟病學不同，OCT尚未被廣泛應用于呼吸道疾病的診療中，目前仍缺乏大樣本RCT和權威指南。另一方面，由于設備技術限制了部分診療開展，因此技術改進可以大幅度改善這一局面。其中，偏振OCT，不僅顯示氣道壁的結構層，還顯示組織的排列；納米光學內窺鏡可以提高OCT成像的分辨率等；目前已有800 nm的超高分辨率衍射內窺鏡OCT用于動物實驗，分辨率提高到1.7 μm，對比度也進一步得到提升，需進一步技術改進[41]。OCT圖像的分析也是一個非常精細且耗時的過程，自動化軟件的開發對于實現這些技術也至關重要。因此，有關OCT的研究還需進一步深入以滿足臨床的不同診療需求。
利益沖突：本文不涉及任何利益沖突。