Σας ευχαριστούμε που επισκεφτήκατε το Nature.com.Χρησιμοποιείτε μια έκδοση προγράμματος περιήγησης με περιορισμένη υποστήριξη CSS.Για την καλύτερη εμπειρία, συνιστούμε να χρησιμοποιήσετε ένα ενημερωμένο πρόγραμμα περιήγησης (ή να απενεργοποιήσετε τη λειτουργία συμβατότητας στον Internet Explorer).Επιπλέον, για να διασφαλίσουμε τη συνεχή υποστήριξη, εμφανίζουμε τον ιστότοπο χωρίς στυλ και JavaScript.
Εμφανίζει ένα καρουζέλ τριών διαφανειών ταυτόχρονα.Χρησιμοποιήστε τα κουμπιά Προηγούμενο και Επόμενο για να μετακινηθείτε σε τρεις διαφάνειες κάθε φορά ή χρησιμοποιήστε τα κουμπιά ρυθμιστικού στο τέλος για να μετακινηθείτε σε τρεις διαφάνειες κάθε φορά.
Η ομοεστιακή ενδοσκόπηση με λέιζερ είναι μια νέα μέθοδος οπτικής βιοψίας σε πραγματικό χρόνο.Φθορίζουσες εικόνες ιστολογικής ποιότητας μπορούν να ληφθούν αμέσως από το επιθήλιο των κοίλων οργάνων.Επί του παρόντος, η σάρωση εκτελείται εγγύς με όργανα που βασίζονται σε ανιχνευτή που χρησιμοποιούνται συνήθως στην κλινική πρακτική, με περιορισμένη ευελιξία στον έλεγχο της εστίασης.Επιδεικνύουμε τη χρήση ενός παραμετρικού συντονιστικού σαρωτή τοποθετημένου στο περιφερικό άκρο ενός ενδοσκοπίου για την εκτέλεση πλευρικής εκτροπής υψηλής ταχύτητας.Μια τρύπα έχει χαραχθεί στο κέντρο του ανακλαστήρα για να τυλίγεται η φωτεινή διαδρομή.Αυτός ο σχεδιασμός μειώνει το μέγεθος του οργάνου στα 2,4 mm σε διάμετρο και 10 mm σε μήκος, επιτρέποντάς του να περάσει προς τα εμπρός μέσω του καναλιού εργασίας των τυπικών ιατρικών ενδοσκοπίων.Ο συμπαγής φακός παρέχει πλευρικές και αξονικές αναλύσεις 1,1 και 13,6 μm, αντίστοιχα.Μια απόσταση εργασίας 0 µm και ένα οπτικό πεδίο 250 µm × 250 µm επιτυγχάνονται σε ρυθμούς καρέ έως 20 Hz.Η διέγερση στα 488 nm διεγείρει τη φλουορεσκεΐνη, μια εγκεκριμένη από τον FDA βαφή για υψηλή αντίθεση στους ιστούς.Τα ενδοσκόπια έχουν υποστεί επανεπεξεργασία για 18 κύκλους χωρίς αποτυχία χρησιμοποιώντας κλινικά εγκεκριμένες μεθόδους αποστείρωσης.Λήφθηκαν φθορίζουσες εικόνες από φυσιολογικό βλεννογόνο του παχέος εντέρου, σωληναριακά αδενώματα, υπερπλαστικούς πολύποδες, ελκώδη κολίτιδα και κολίτιδα του Crohn κατά τη διάρκεια κολονοσκόπησης ρουτίνας.Μπορούν να αναγνωριστούν μεμονωμένα κύτταρα, συμπεριλαμβανομένων των κολονοκυττάρων, των κύλικων κυττάρων και των φλεγμονωδών κυττάρων.Μπορούν να διακριθούν χαρακτηριστικά του βλεννογόνου, όπως δομές κρύπτης, κοιλότητες κρύπτης και έλασμα.Το όργανο μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως συμπλήρωμα της συμβατικής ενδοσκόπησης.
Η ομοεστιακή ενδοσκόπηση λέιζερ είναι μια νέα μέθοδος απεικόνισης που αναπτύσσεται για κλινική χρήση ως συμπλήρωμα στην ενδοσκόπηση ρουτίνας1,2,3.Αυτά τα εύκαμπτα, συνδεδεμένα με οπτικές ίνες όργανα μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την ανίχνευση ασθενειών στα επιθηλιακά κύτταρα που επενδύουν τα κοίλα όργανα, όπως το κόλον.Αυτό το λεπτό στρώμα ιστού είναι εξαιρετικά μεταβολικά ενεργό και είναι η πηγή πολλών ασθενειών όπως ο καρκίνος, η μόλυνση και η φλεγμονή.Η ενδοσκόπηση μπορεί να επιτύχει υποκυτταρική ανάλυση, παρέχοντας εικόνες in vivo, σχεδόν ιστολογικής ποιότητας σε πραγματικό χρόνο, για να βοηθήσει τους κλινικούς γιατρούς να λάβουν κλινικές αποφάσεις.Η φυσική βιοψία ιστού ενέχει τον κίνδυνο αιμορραγίας και διάτρησης.Συχνά συλλέγονται πάρα πολλά ή πολύ λίγα δείγματα βιοψίας.Κάθε δείγμα που αφαιρείται αυξάνει το κόστος της χειρουργικής επέμβασης.Χρειάζονται αρκετές ημέρες για να αξιολογηθεί το δείγμα από παθολόγο.Κατά τη διάρκεια των ημερών αναμονής για τα αποτελέσματα της παθολογίας, οι ασθενείς συχνά βιώνουν άγχος.Αντίθετα, άλλες τεχνικές κλινικής απεικόνισης όπως η μαγνητική τομογραφία, η αξονική τομογραφία, το PET, το SPECT και ο υπέρηχος δεν διαθέτουν τη χωρική ανάλυση και τη χρονική ταχύτητα που απαιτείται για την απεικόνιση των επιθηλιακών διεργασιών in vivo με υποκυτταρική ανάλυση σε πραγματικό χρόνο.
Ένα όργανο που βασίζεται σε ανιχνευτή (Cellvizio) χρησιμοποιείται επί του παρόντος συνήθως στις κλινικές για τη διενέργεια «οπτικής βιοψίας».Ο σχεδιασμός βασίζεται σε μια χωρικά συνεκτική δέσμη οπτικών ινών4 που συλλέγει και μεταδίδει φθορίζουσες εικόνες.Ο πυρήνας μονής ίνας λειτουργεί ως «τρύπα» για να φιλτράρει χωρικά το αποεστιασμένο φως για υποκυτταρική ανάλυση.Η σάρωση εκτελείται εγγύς χρησιμοποιώντας ένα μεγάλο, ογκώδες γαλβανόμετρο.Αυτή η διάταξη περιορίζει τη δυνατότητα του εργαλείου ελέγχου εστίασης.Η σωστή σταδιοποίηση του πρώιμου επιθηλιακού καρκινώματος απαιτεί οπτικοποίηση κάτω από την επιφάνεια του ιστού για την αξιολόγηση της εισβολής και τον καθορισμό της κατάλληλης θεραπείας.Η φλουορεσκεΐνη, ένας εγκεκριμένος από τον FDA παράγοντας αντίθεσης, χορηγείται ενδοφλεβίως για να τονίσει τα δομικά χαρακτηριστικά του επιθηλίου. Αυτά τα ενδομικροσκόπια έχουν διαστάσεις <2,4 mm σε διάμετρο και μπορούν να περάσουν εύκολα προς τα εμπρός μέσω του καναλιού βιοψίας των τυπικών ιατρικών ενδοσκοπίων. Αυτά τα ενδομικροσκόπια έχουν διαστάσεις <2,4 mm σε διάμετρο και μπορούν να περάσουν εύκολα προς τα εμπρός μέσω του καναλιού βιοψίας των τυπικών ιατρικών ενδοσκοπίων. Эти эндомикроскопы имеют размеры <2,4 mm σε διάμετρο και μπορεί να быть legko provedenы через биопсийный канал стандартных медицинских эndoskokov. Αυτά τα ενδομικροσκόπια έχουν διάμετρο <2,4 mm και μπορούν εύκολα να περάσουν από το κανάλι βιοψίας των τυπικών ιατρικών ενδοσκοπίων.Αυτά τα μποροσκόπια έχουν διάμετρο μικρότερη από 2,4 mm και διέρχονται εύκολα μέσω του καναλιού βιοψίας των τυπικών ιατρικών βοροσκοπίων.Αυτή η ευελιξία επιτρέπει ένα ευρύ φάσμα κλινικών εφαρμογών και είναι ανεξάρτητη από τους κατασκευαστές ενδοσκοπίων.Έχουν πραγματοποιηθεί πολυάριθμες κλινικές μελέτες με τη χρήση αυτής της συσκευής απεικόνισης, συμπεριλαμβανομένης της έγκαιρης ανίχνευσης καρκίνων του οισοφάγου, του στομάχου, του παχέος εντέρου και της στοματικής κοιλότητας.Έχουν αναπτυχθεί πρωτόκολλα απεικόνισης και έχει διαπιστωθεί η ασφάλεια της διαδικασίας.
Τα μικροηλεκτρομηχανικά συστήματα (MEMS) είναι μια ισχυρή τεχνολογία για το σχεδιασμό και την κατασκευή μικροσκοπικών μηχανισμών σάρωσης που χρησιμοποιούνται στο περιφερικό άκρο των ενδοσκοπίων.Αυτή η θέση (σε σχέση με την εγγύς) επιτρέπει μεγαλύτερη ευελιξία στον έλεγχο της θέσης εστίασης5,6.Εκτός από την πλευρική εκτροπή, ο απομακρυσμένος μηχανισμός μπορεί επίσης να πραγματοποιήσει αξονικές σαρώσεις, μετα-αντικειμενικές σαρώσεις και σαρώσεις τυχαίας πρόσβασης.Αυτές οι δυνατότητες επιτρέπουν πιο ολοκληρωμένη εξέταση των επιθηλιακών κυττάρων, συμπεριλαμβανομένης της κατακόρυφης διατομής απεικόνισης7, της σάρωσης χωρίς εκτροπές μεγάλου οπτικού πεδίου (FOV)8 και της βελτιωμένης απόδοσης σε υποπεριοχές που ορίζονται από τον χρήστη9.Το MEMS επιλύει το σοβαρό πρόβλημα της συσκευασίας του κινητήρα σάρωσης με τον περιορισμένο διαθέσιμο χώρο στο άκρο του οργάνου.Σε σύγκριση με τα ογκώδη γαλβανόμετρα, τα MEMS παρέχουν ανώτερη απόδοση σε μικρό μέγεθος, υψηλή ταχύτητα και χαμηλή κατανάλωση ενέργειας.Μια απλή διαδικασία παραγωγής μπορεί να κλιμακωθεί για μαζική παραγωγή με χαμηλό κόστος.Πολλά σχέδια MEMS έχουν αναφερθεί στο παρελθόν10,11,12.Καμία από τις τεχνολογίες δεν έχει ακόμη αναπτυχθεί επαρκώς για να επιτρέψει την ευρεία κλινική χρήση της απεικόνισης in vivo σε πραγματικό χρόνο μέσω του καναλιού εργασίας ενός ιατρικού ενδοσκοπίου.Εδώ, στοχεύουμε να δείξουμε τη χρήση ενός σαρωτή MEMS στο περιφερικό άκρο ενός ενδοσκοπίου για την in vivo λήψη ανθρώπινης εικόνας κατά τη διάρκεια της κλινικής ενδοσκόπησης ρουτίνας.
Αναπτύχθηκε ένα όργανο οπτικών ινών χρησιμοποιώντας έναν σαρωτή MEMS στο περιφερικό άκρο για τη συλλογή in vivo φθοριζόντων εικόνων σε πραγματικό χρόνο με παρόμοια ιστολογικά χαρακτηριστικά.Μια ίνα μονής λειτουργίας (SMF) περικλείεται σε έναν εύκαμπτο σωλήνα πολυμερούς και διεγείρεται στα λex = 488 nm.Αυτή η διαμόρφωση συντομεύει το μήκος του περιφερικού άκρου και επιτρέπει τη διέλευση του προς τα εμπρός μέσω του καναλιού εργασίας των τυπικών ιατρικών ενδοσκοπίων.Χρησιμοποιήστε την άκρη για να κεντράρετε το οπτικό.Αυτοί οι φακοί έχουν σχεδιαστεί για να επιτυγχάνουν σχεδόν διαθλαστική αξονική ανάλυση με αριθμητικό διάφραγμα (NA) = 0,41 και απόσταση εργασίας = 0 μm13.Οι φλάντζες ακριβείας κατασκευάζονται για την ακριβή ευθυγράμμιση των οπτικών 14. Ο σαρωτής είναι συσκευασμένος σε ένα ενδοσκόπιο με ένα άκαμπτο περιφερικό άκρο διαμέτρου 2,4 mm και μήκους 10 mm (Εικ. 1a).Αυτές οι διαστάσεις επιτρέπουν τη χρήση του στην κλινική πράξη ως εξάρτημα κατά την ενδοσκόπηση (Εικ. 1β).Η μέγιστη ισχύς του λέιζερ που προσπίπτει στον ιστό ήταν 2 mW.
Συνεστιακή ενδοσκόπηση λέιζερ (CLE) και σαρωτές MEMS.Φωτογραφία που δείχνει (α) ένα συσκευασμένο όργανο με διαστάσεις άκαμπτου περιφερικού άκρου διαμέτρου 2,4 mm και μήκους 10 mm και (β) ευθεία διέλευση μέσω του καναλιού εργασίας ενός τυπικού ιατρικού ενδοσκοπίου (Olympus CF-HQ190L).(γ) Μπροστινή όψη του σαρωτή που δείχνει έναν ανακλαστήρα με κεντρικό άνοιγμα 50 μm από τον οποίο διέρχεται η δέσμη διέγερσης.Ο σαρωτής είναι τοποθετημένος σε ένα αντίζυγο που κινείται από ένα σετ τετραγωνικών μονάδων κίνησης χτένας.Η συχνότητα συντονισμού της συσκευής καθορίζεται από το μέγεθος του ελατηρίου στρέψης.(δ) Πλάγια όψη του σαρωτή που δείχνει τον σαρωτή τοποθετημένο σε βάση με καλώδια συνδεδεμένα σε άγκυρες ηλεκτροδίων που παρέχουν σημεία σύνδεσης για σήματα κίνησης και ισχύος.
Ο μηχανισμός σάρωσης αποτελείται από έναν ανακλαστήρα τοποθετημένο σε αντίζυγο που κινείται από ένα σύνολο ενεργοποιητών τετραγωνισμού που οδηγούνται από χτένα για να εκτρέψει τη δέσμη πλευρικά (επίπεδο XY) σε ένα σχέδιο Lissajous (Εικ. 1c).Μια οπή διαμέτρου 50 μm χαράχθηκε στο κέντρο από την οποία πέρασε η δέσμη διέγερσης.Ο σαρωτής κινείται στη συχνότητα συντονισμού του σχεδιασμού, η οποία μπορεί να συντονιστεί αλλάζοντας τις διαστάσεις του ελατηρίου στρέψης.Οι άγκυρες ηλεκτροδίων χαράχθηκαν στην περιφέρεια της συσκευής για να παρέχουν σημεία σύνδεσης για σήματα ισχύος και ελέγχου (Εικ. 1δ).
Το σύστημα απεικόνισης είναι τοποθετημένο σε ένα φορητό καρότσι που μπορεί να κυληθεί στο χειρουργείο.Η γραφική διεπαφή χρήστη έχει σχεδιαστεί για να υποστηρίζει χρήστες με ελάχιστες τεχνικές γνώσεις, όπως γιατρούς και νοσηλευτές.Ελέγξτε με μη αυτόματο τρόπο τη συχνότητα κίνησης του σαρωτή, τη λειτουργία μορφής δέσμης και το FOV της εικόνας.
Το συνολικό μήκος του ενδοσκοπίου είναι περίπου 4 μέτρα για να επιτρέπει την πλήρη διέλευση των οργάνων μέσω του καναλιού εργασίας ενός τυπικού ιατρικού ενδοσκοπίου (1,68 m), με επιπλέον μήκος για ευελιξία.Στο εγγύς άκρο του ενδοσκοπίου, το SMF και τα καλώδια καταλήγουν σε συνδέσμους που συνδέονται με τις οπτικές ίνες και τις ενσύρματες θύρες του σταθμού βάσης.Η εγκατάσταση περιλαμβάνει ένα λέιζερ, μια μονάδα φίλτρου, έναν ενισχυτή υψηλής τάσης και έναν ανιχνευτή φωτοπολλαπλασιαστή (PMT).Ο ενισχυτής παρέχει ισχύ και σήματα κίνησης στο σαρωτή.Η μονάδα οπτικού φίλτρου συνδέει τη διέγερση λέιζερ με το SMF και περνά τον φθορισμό στο PMT.
Τα ενδοσκόπια υποβάλλονται σε επανεπεξεργασία μετά από κάθε κλινική διαδικασία χρησιμοποιώντας τη διαδικασία αποστείρωσης STERRAD και μπορούν να αντέξουν έως και 18 κύκλους χωρίς αποτυχία.Για το διάλυμα OPA, δεν παρατηρήθηκαν σημάδια βλάβης μετά από περισσότερους από 10 κύκλους απολύμανσης.Τα αποτελέσματα του OPA ξεπέρασαν τις επιδόσεις του STERRAD, υποδηλώνοντας ότι η διάρκεια ζωής των ενδοσκοπίων θα μπορούσε να παραταθεί με απολύμανση υψηλού επιπέδου αντί για εκ νέου αποστείρωση.
Η ανάλυση εικόνας προσδιορίστηκε από τη συνάρτηση διασποράς σημείου χρησιμοποιώντας φθορίζοντα σφαιρίδια με διάμετρο 0,1 μm.Για πλευρική και αξονική ανάλυση, μετρήθηκε ένα πλήρες πλάτος στο μισό μέγιστο (FWHM) 1,1 και 13,6 μm, αντίστοιχα (Εικ. 2a, b).
Επιλογές εικόνας.Η πλευρική (α) και η αξονική (β) ανάλυση της οπτικής εστίασης χαρακτηρίζονται από τη συνάρτηση διασποράς σημείου (PSF) που μετράται χρησιμοποιώντας φθορίζουσες μικροσφαίρες με διάμετρο 0,1 μm.Το μετρούμενο πλήρες πλάτος στο μισό μέγιστο (FWHM) ήταν 1,1 και 13,6 μm, αντίστοιχα.Ένθετο: Εμφανίζονται διευρυμένες όψεις μιας μεμονωμένης μικροσφαίρας στην εγκάρσια (XY) και αξονική (XZ) κατεύθυνση.(γ) Φθορίζουσα εικόνα που λαμβάνεται από μια τυπική (USAF 1951) λωρίδα στόχου (κόκκινο οβάλ) που δείχνει ότι οι ομάδες 7-6 μπορούν να επιλυθούν με σαφήνεια.(δ) Εικόνα διασκορπισμένων φθοριζόντων μικροσφαιρών διαμέτρου 10 μm που δείχνει οπτικό πεδίο εικόνας 250 μm×250 μm.Τα PSF στο (a, b) κατασκευάστηκαν χρησιμοποιώντας το MATLAB R2019a (https://www.mathworks.com/).(γ, δ) Οι φθορίζουσες εικόνες συλλέχθηκαν χρησιμοποιώντας το LabVIEW 2021 (https://www.ni.com/).
Οι φθορίζουσες εικόνες από φακούς τυπικής ανάλυσης διακρίνουν σαφώς το σύνολο των στηλών στις ομάδες 7-6, το οποίο διατηρεί υψηλή πλευρική ανάλυση (Εικ. 2γ).Το οπτικό πεδίο (FOV) των 250 μm χ 250 μm προσδιορίστηκε από εικόνες φθοριζόντων σφαιριδίων διαμέτρου 10 μm διεσπαρμένων σε καλυπτρίδες (Εικ. 2δ).
Μια αυτοματοποιημένη μέθοδος για τον έλεγχο της απολαβής PMT και τη διόρθωση φάσης εφαρμόζεται σε ένα σύστημα κλινικής απεικόνισης για τη μείωση των τεχνουργημάτων κίνησης από τα ενδοσκόπια, την περισταλτικότητα του παχέος εντέρου και την αναπνοή του ασθενούς.Οι αλγόριθμοι ανακατασκευής και επεξεργασίας εικόνας έχουν περιγραφεί προηγουμένως14,15.Το κέρδος PMT ελέγχεται από έναν ελεγκτή αναλογικού-ολοκληρώματος (PI) για την αποφυγή κορεσμού της έντασης16.Το σύστημα διαβάζει τη μέγιστη ένταση εικονοστοιχείων για κάθε καρέ, υπολογίζει τις αναλογικές και ολοκληρωτικές αποκρίσεις και καθορίζει τις τιμές απολαβής PMT για να διασφαλίσει ότι η ένταση των εικονοστοιχείων είναι εντός του επιτρεπόμενου εύρους.
Κατά την in vivo απεικόνιση, η αναντιστοιχία φάσης μεταξύ της κίνησης του σαρωτή και του σήματος ελέγχου μπορεί να προκαλέσει θόλωση της εικόνας.Τέτοια αποτελέσματα μπορεί να προκύψουν λόγω αλλαγών στη θερμοκρασία της συσκευής μέσα στο ανθρώπινο σώμα.Οι εικόνες λευκού φωτός έδειξαν ότι το ενδοσκόπιο ήταν σε επαφή με τον φυσιολογικό βλεννογόνο του παχέος εντέρου in vivo (Εικόνα 3α).Το θάμπωμα των μη ευθυγραμμισμένων εικονοστοιχείων μπορεί να φανεί σε ακατέργαστες εικόνες φυσιολογικού βλεννογόνου του παχέος εντέρου (Εικόνα 3β).Μετά από θεραπεία με σωστή ρύθμιση φάσης και αντίθεσης, μπορούσαν να διακριθούν τα υποκυτταρικά χαρακτηριστικά του βλεννογόνου (Εικ. 3γ).Για πρόσθετες πληροφορίες, οι ακατέργαστες συνεστιακές εικόνες και οι επεξεργασμένες εικόνες σε πραγματικό χρόνο φαίνονται στο Σχήμα S1 και οι παράμετροι ανακατασκευής εικόνας που χρησιμοποιούνται για την επεξεργασία σε πραγματικό χρόνο και μετά την επεξεργασία παρουσιάζονται στον Πίνακα S1 και στον Πίνακα S2.
ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΕΙΚΟΝΑΣ.(α) Ευρυγώνια ενδοσκοπική εικόνα που δείχνει ένα ενδοσκόπιο (Ε) τοποθετημένο σε επαφή με τον φυσιολογικό (Ν) βλεννογόνο του παχέος εντέρου για τη συλλογή in vivo φθορίζουσες εικόνες μετά τη χορήγηση φλουορεσκεΐνης.(β) Η περιπλάνηση στους άξονες X και Y κατά τη σάρωση μπορεί να προκαλέσει θάμπωμα των εικονοστοιχείων που δεν είναι ευθυγραμμισμένα.Για λόγους επίδειξης, εφαρμόζεται μια μεγάλη μετατόπιση φάσης στην αρχική εικόνα.(γ) Μετά τη διόρθωση της φάσης μετά την επεξεργασία, οι λεπτομέρειες του βλεννογόνου μπορούν να αξιολογηθούν, συμπεριλαμβανομένων των δομών της κρύπτης (βέλη), με έναν κεντρικό αυλό (l) που περιβάλλεται από το έλασμα propria (lp).Μπορούν να διακριθούν μεμονωμένα κύτταρα, συμπεριλαμβανομένων των κολονοκυττάρων (c), των κύλικων κυττάρων (g) και των φλεγμονωδών κυττάρων (βέλη).Δείτε πρόσθετο βίντεο 1. (β, γ) Εικόνες που υποβλήθηκαν σε επεξεργασία με χρήση του LabVIEW 2021.
Συνεστιακές εικόνες φθορισμού έχουν ληφθεί in vivo σε αρκετές παθήσεις του παχέος εντέρου για να καταδειχθεί η ευρεία κλινική εφαρμογή του οργάνου.Η ευρυγώνια απεικόνιση εκτελείται αρχικά με τη χρήση λευκού φωτός για την ανίχνευση κατάφωρα ανώμαλου βλεννογόνου.Στη συνέχεια, το ενδοσκόπιο προωθείται μέσω του καναλιού εργασίας του κολονοσκοπίου και έρχεται σε επαφή με τον βλεννογόνο.
Εμφανίζονται εικόνες ενδοσκόπησης ευρέως πεδίου, συνεστιακής ενδομικροσκόπησης και ιστολογίας (H&E) για νεοπλασία του παχέος εντέρου, συμπεριλαμβανομένου του σωληναριακού αδενώματος και του υπερπλαστικού πολύποδα. Εμφανίζονται εικόνες ενδοσκόπησης ευρέως πεδίου, συνεστιακής ενδομικροσκόπησης και ιστολογίας (H&E) για νεοπλασία του παχέος εντέρου, συμπεριλαμβανομένου του σωληναριακού αδενώματος και του υπερπλαστικού πολύποδα. Shirokopolьnaya эndoskopiya, confocalьnaya эndomicroskopiya and gistologicheskie (H&E) isobrazheniya pokazanы dlya neoplazione tolstoy kiski, vklyuchaя тубулярную аденому и υπερπλαστικο πολυπ. Η ενδοσκόπηση του παχέος εντέρου, η συνεστιακή ενδομικροσκόπηση και η ιστολογική (H&E) απεικόνιση ενδείκνυνται για τη νεοπλασία του παχέος εντέρου, συμπεριλαμβανομένου του σωληναριακού αδενώματος και του υπερπλαστικού πολύποδα.显示结肠肿瘤（包括管状腺瘤和增生性息肉）的广角内窥镜检查、共聚广角内窥镜检查、共聚组织学(H&E) 图像。共设计脚肠化(图像管状躰化和增生性息肉)的广角内刵霱录共共共光在微在果学(H&E) εικόνα. Shirokopolьnaya эndoskopiya, confocalьnaya microэndoskopiya and gistologicheskie (H&E) isobrazheniya, poказывающие опухоли толстой кишки, включая тубулярные аденомы και υπερπλαστικές πολυπύ. Ενδοσκόπηση ευρέως πεδίου, συνεστιακή μικροενδοσκόπηση και ιστολογικές (H&E) εικόνες που δείχνουν όγκους του παχέος εντέρου, συμπεριλαμβανομένων σωληναριακών αδενωμάτων και υπερπλαστικών πολύποδων.Τα σωληναριακά αδενώματα έδειξαν απώλεια της φυσιολογικής αρχιτεκτονικής της κρύπτης, μείωση του μεγέθους των κυλικοκυττάρων, παραμόρφωση του αυλού της κρύπτης και πάχυνση του lamina propria (Εικ. 4a-c).Οι υπερπλαστικοί πολύποδες έδειξαν αστρική αρχιτεκτονική κρυπτών, λίγα κύλικα κύτταρα, αυλό κρυπτών σαν σχισμή και ακανόνιστες ελασματώδεις κρύπτες (Εικ. 4d-f).
Εικόνα παχύρρευστου δέρματος βλεννογόνου in vivo. Αντιπροσωπευτική ενδοσκόπηση λευκού φωτός, συνεστιακό ενδομικροσκόπιο και ιστολογικές (H&E) εικόνες εμφανίζονται για (ac) αδένωμα, (df) υπερπλαστικό πολύποδα, (gi) ελκώδη κολίτιδα και (jl) κολίτιδα Crohn. Αντιπροσωπευτική ενδοσκόπηση λευκού φωτός, συνεστιακό ενδομικροσκόπιο και ιστολογικές (H&E) εικόνες εμφανίζονται για (ac) αδένωμα, (df) υπερπλαστικό πολύποδα, (gi) ελκώδη κολίτιδα και (jl) κολίτιδα Crohn. Типичные изображения эндоскопии в белм свете, confocalьnogo эndomicroskopa και gistologi (H&E) pokazanы dlя (ac) adenomы, (df) hyperplastycheskogo polypa, (gi) язвенного colita και (jl) kolita. Τυπική ενδοσκόπηση λευκού φωτός, συνεστιακό ενδομικροσκόπιο και ιστολογικές (H&E) εικόνες εμφανίζονται για (ac) αδένωμα, (df) υπερπλαστικό πολύποδα, (gi) ελκώδη κολίτιδα και (jl) κολίτιδα Crohn.腺瘤检查、共聚焦内窥镜检查和组织学( H&E) 图像. Δείχνει(ac) 躰真、(df) 增生性息肉、(gi) 苏盖性红肠炎和(jl) 克罗恩红肉炎的体育共公司内肠肠炎性和电视学( H&E ) εικόνα. Представлены репрезентативные эndoskopiя в белом свете, confocalьnaя эndoskopiya και gistologiya (ac) adenomy, (df) giperplastycheskogo polypoza, (gi) язвенного colita και (jl) colita Krona (H&E). Παρουσιάζονται αντιπροσωπευτική ενδοσκόπηση λευκού φωτός, συνεστιακή ενδοσκόπηση και ιστολογία (ac) αδενώματος, (df) υπερπλαστικής πολύποδας, (gi) ελκώδους κολίτιδας και (jl) κολίτιδας Crohn (H&E).Το (Β) δείχνει μια ομοεστιακή εικόνα που λαμβάνεται in vivo από ένα σωληνάριο αδένωμα (ΤΑ) χρησιμοποιώντας ένα ενδοσκόπιο (Ε).Αυτή η προκαρκινική αλλοίωση δείχνει απώλεια της φυσιολογικής αρχιτεκτονικής της κρύπτης (βέλος), παραμόρφωση του αυλού της κρύπτης (l) και συνωστισμό του lamina propria της κρύπτης (lp).Μπορούν επίσης να αναγνωριστούν κολονοκύτταρα (c), κύπελλα (g) και φλεγμονώδη κύτταρα (βέλη).Smt.Συμπληρωματικό Βίντεο 2. (ε) δείχνει μια ομοεστιακή εικόνα που λαμβάνεται από έναν υπερπλαστικό πολύποδα (HP) in vivo.Αυτή η καλοήθης αλλοίωση δείχνει μια αστρική αρχιτεκτονική κρύπτης (βέλος), έναν αυλό κρύπτης που μοιάζει με σχισμή (l) και ένα ακανόνιστο σχήμα lamina propria (lp).Μπορούν επίσης να αναγνωριστούν κολονοκύτταρα (c), αρκετά κύλικα (g) και φλεγμονώδη κύτταρα (βέλη).Smt.Συμπληρωματικό Βίντεο 3. (η) δείχνει ομοεστιακές εικόνες που αποκτήθηκαν στην ελκώδη κολίτιδα (UC) in vivo.Αυτή η φλεγμονώδης κατάσταση εμφανίζει παραμορφωμένη αρχιτεκτονική κρύπτης (βέλος) και προεξέχοντα κύλικα (g).Τα φτερά της φλουορεσκεΐνης (f) εξωθούνται από τα επιθηλιακά κύτταρα, αντανακλώντας αυξημένη αγγειακή διαπερατότητα.Πολυάριθμα φλεγμονώδη κύτταρα (βέλη) φαίνονται στο lamina propria (lp).Smt.Το συμπληρωματικό βίντεο 4. (k) δείχνει μια ομοεστιακή εικόνα που λαμβάνεται in vivo από μια περιοχή της κολίτιδας του Crohn (CC).Αυτή η φλεγμονώδης κατάσταση εμφανίζει παραμορφωμένη αρχιτεκτονική κρύπτης (βέλος) και προεξέχοντα κύλικα (g).Τα φτερά της φλουορεσκεΐνης (f) εξωθούνται από τα επιθηλιακά κύτταρα, αντανακλώντας αυξημένη αγγειακή διαπερατότητα.Πολυάριθμα φλεγμονώδη κύτταρα (βέλη) φαίνονται στο lamina propria (lp).Smt.Συμπληρωματικό βίντεο 5. (b, d, h, l) Εικόνες που υποβλήθηκαν σε επεξεργασία με χρήση του LabVIEW 2021.
Παρουσιάζεται ένα παρόμοιο σύνολο εικόνων φλεγμονής του παχέος εντέρου, συμπεριλαμβανομένης της ελκώδους κολίτιδας (UC) (Εικόνα 4g-i) και της κολίτιδας του Crohn (Εικόνα 4j-l).Η φλεγμονώδης απόκριση θεωρείται ότι χαρακτηρίζεται από παραμορφωμένες δομές κρύπτης με προεξέχοντα κύλικα κύτταρα.Η φλουορεσκεΐνη συμπιέζεται έξω από τα επιθηλιακά κύτταρα, αντανακλώντας την αυξημένη αγγειακή διαπερατότητα.Ένας μεγάλος αριθμός φλεγμονωδών κυττάρων μπορεί να παρατηρηθεί στο lamina propria.
Έχουμε αποδείξει την κλινική εφαρμογή ενός εύκαμπτου ομοεστιακού ενδοσκοπίου λέιζερ συζευγμένου με ίνες που χρησιμοποιεί έναν απομακρυσμένο σαρωτή MEMS για λήψη εικόνας in vivo.Σε συχνότητα συντονισμού, μπορούν να επιτευχθούν ρυθμοί καρέ έως και 20 Hz χρησιμοποιώντας μια λειτουργία σάρωσης Lissajous υψηλής πυκνότητας για τη μείωση των τεχνουργημάτων κίνησης.Η οπτική διαδρομή διπλώνεται για να παρέχει διαστολή δέσμης και αριθμητικό άνοιγμα επαρκές για την επίτευξη πλευρικής ανάλυσης 1,1 μm.Λήφθηκαν φθορίζουσες εικόνες ιστολογικής ποιότητας κατά τη διάρκεια κολονοσκόπησης ρουτίνας του φυσιολογικού βλεννογόνου του παχέος εντέρου, των σωληναριακών αδενωμάτων, των υπερπλαστικών πολύποδων, της ελκώδους κολίτιδας και της κολίτιδας του Crohn.Μπορούν να αναγνωριστούν μεμονωμένα κύτταρα, συμπεριλαμβανομένων των κολονοκυττάρων, των κύλικων κυττάρων και των φλεγμονωδών κυττάρων.Μπορούν να διακριθούν χαρακτηριστικά του βλεννογόνου, όπως δομές κρύπτης, κοιλότητες κρύπτης και έλασμα.Το υλικό ακριβείας είναι μικροκατεργασμένο για να διασφαλίζει την ακριβή ευθυγράμμιση των επιμέρους οπτικών και μηχανικών εξαρτημάτων εντός του οργάνου διαμέτρου 2,4 mm x μήκους 10 mm.Ο οπτικός σχεδιασμός μειώνει το μήκος του άκαμπτου περιφερικού άκρου αρκετά ώστε να επιτρέπει την άμεση διέλευση μέσω ενός καναλιού εργασίας τυπικού μεγέθους (διαμέτρου 3,2 mm) στα ιατρικά ενδοσκόπια.Επομένως, ανεξάρτητα από τον κατασκευαστή, η συσκευή μπορεί να χρησιμοποιηθεί ευρέως από γιατρούς στον τόπο διαμονής.Η διέγερση πραγματοποιήθηκε σε λex = 488 nm για να διεγείρει τη φλουορεσκεΐνη, μια εγκεκριμένη από τον FDA χρωστική, για να ληφθεί υψηλή αντίθεση.Το όργανο υποβλήθηκε σε επανεπεξεργασία χωρίς προβλήματα για 18 κύκλους χρησιμοποιώντας κλινικά αποδεκτές μεθόδους αποστείρωσης.
Δύο άλλα σχέδια οργάνων έχουν επικυρωθεί κλινικά.Το Cellvizio (Mauna Kea Technologies) είναι ένα ομοεστιακό ενδοσκόπιο λέιζερ (pCLE) που βασίζεται σε ανιχνευτή που χρησιμοποιεί μια δέσμη πολυτροπικών συνεκτικών καλωδίων οπτικών ινών για τη συλλογή και τη μετάδοση εικόνων φθορισμού1.Ένας καθρέφτης galvo που βρίσκεται στο σταθμό βάσης εκτελεί μια πλευρική σάρωση στο εγγύς άκρο.Οι οπτικές τομές συλλέγονται στο οριζόντιο επίπεδο (XY) με βάθος 0 έως 70 μm.Τα κιτ μικροανιχνευτών είναι διαθέσιμα από 0,91 (βελόνα 19 G) έως 5 mm σε διάμετρο.Επιτεύχθηκε πλευρική ανάλυση 1 έως 3,5 μm.Οι εικόνες συλλέχθηκαν με ρυθμό καρέ από 9 έως 12 Hz με μονοδιάστατο οπτικό πεδίο από 240 έως 600 μm.Η πλατφόρμα έχει χρησιμοποιηθεί κλινικά σε ποικίλους τομείς, όπως ο χοληδόχος πόρος, η ουροδόχος κύστη, το κόλον, ο οισοφάγος, οι πνεύμονες και το πάγκρεας.Η Optiscan Pty Ltd έχει αναπτύξει ένα ομοεστιακό ενδοσκόπιο λέιζερ με βάση το ενδοσκόπιο (eCLE) με κινητήρα σάρωσης ενσωματωμένο στο σωλήνα εισαγωγής (απώτερο άκρο) ενός επαγγελματικού ενδοσκοπίου (EC-3870K, Pentax Precision Instruments) 17 .Το οπτικό τμήμα πραγματοποιήθηκε με χρήση ίνας μονής λειτουργίας και η πλευρική σάρωση πραγματοποιήθηκε με τη χρήση ενός μηχανισμού προβόλου μέσω ενός συντονιστικού πιρουνιού συντονισμού.Ένας ενεργοποιητής Shape Memory Alloy (Nitinol) χρησιμοποιείται για τη δημιουργία αξονικής μετατόπισης.Η συνολική διάμετρος της ομοεστιακής μονάδας είναι 5 mm.Για την εστίαση, χρησιμοποιείται ένας φακός GRIN με αριθμητικό διάφραγμα NA = 0,6.Λήφθηκαν οριζόντιες εικόνες με πλευρική και αξονική ανάλυση 0,7 και 7 μm, αντίστοιχα, με ρυθμό καρέ 0,8–1,6 Hz και οπτικό πεδίο 500 μm × 500 μm.
Επιδεικνύουμε την λήψη υποκυτταρικής ανάλυσης in vivo απεικόνισης φθορισμού από το ανθρώπινο σώμα μέσω ενός ιατρικού ενδοσκοπίου χρησιμοποιώντας έναν σαρωτή MEMS απομακρυσμένου άκρου.Ο φθορισμός παρέχει υψηλή αντίθεση εικόνας και οι συνδέτες που συνδέονται με στόχους κυτταρικής επιφάνειας μπορούν να επισημανθούν με φθοροφόρα για να παρέχουν μοριακή ταυτότητα για βελτιωμένη διάγνωση της νόσου18.Άλλες οπτικές τεχνικές για μικροενδοσκόπηση in vivo αναπτύσσονται επίσης. Το OCT χρησιμοποιεί το μικρό μήκος συνοχής από μια ευρυζωνική πηγή φωτός για τη συλλογή εικόνων στο κατακόρυφο επίπεδο με βάθη >1 mm19. Το OCT χρησιμοποιεί το μικρό μήκος συνοχής από μια ευρυζωνική πηγή φωτός για τη συλλογή εικόνων στο κατακόρυφο επίπεδο με βάθη >1 mm19. ОКТ использует короткую длину когерентности широкополосного источника света для сбора изображений в вертикальной плоскости со глубиной >1 мм19. Το OCT χρησιμοποιεί το μικρό μήκος συνοχής μιας ευρυζωνικής πηγής φωτός για τη λήψη εικόνων στο κατακόρυφο επίπεδο με βάθος >1 mm19. OCT 使用宽带光源的短相干长度来收集垂直平面中深度> 1 mm19 的图像。1 mm19 × ОКТ использует короткую длину когерентности широкополосного источника света для сбора изображений на длабински >1 мм19 σε κάθετη επιφάνεια. Το OCT χρησιμοποιεί το μικρό μήκος συνοχής μιας ευρυζωνικής πηγής φωτός για να αποκτήσει εικόνες >1 mm19 στο κατακόρυφο επίπεδο.Ωστόσο, αυτή η προσέγγιση χαμηλής αντίθεσης βασίζεται στη συλλογή οπισθοσκέδασου φωτός και η ανάλυση της εικόνας περιορίζεται από τεχνουργήματα κηλίδων.Η φωτοακουστική ενδοσκόπηση δημιουργεί in vivo εικόνες που βασίζονται στην ταχεία θερμοελαστική διαστολή στον ιστό μετά την απορρόφηση ενός παλμού λέιζερ που δημιουργεί ηχητικά κύματα20. Αυτή η προσέγγιση έχει δείξει βάθη απεικόνισης >1 cm στο ανθρώπινο κόλον in vivo για την παρακολούθηση της θεραπείας. Αυτή η προσέγγιση έχει δείξει βάθη απεικόνισης >1 cm στο ανθρώπινο κόλον in vivo για την παρακολούθηση της θεραπείας. Этот подход продемонстрировал глубину οπτικοποίηση > 1 cm σε толстой кишке человека in vivo για μονιτορίνγα terapies. Αυτή η προσέγγιση έχει δείξει βάθος απεικόνισης >1 cm στο ανθρώπινο κόλον in vivo για παρακολούθηση θεραπείας.这种方法已经证明在体内人结肠中成像深度> 1 厘米以监测治疗。这种方法已经证明在体内人结肠中成像深度> 1 Этот подход был продемонстрирован на глубине изображения > 1 cm σε толстой кишке человека in vivo для мониторинга терапии. Αυτή η προσέγγιση έχει αποδειχθεί σε βάθη απεικόνισης >1 cm στο ανθρώπινο κόλον in vivo για την παρακολούθηση της θεραπείας.Η αντίθεση παράγεται κυρίως από την αιμοσφαιρίνη στα αγγεία.Η πολυφωτονική ενδοσκόπηση δημιουργεί εικόνες φθορισμού υψηλής αντίθεσης όταν δύο ή περισσότερα φωτόνια NIR χτυπούν ταυτόχρονα βιομόρια ιστού21. Αυτή η προσέγγιση μπορεί να επιτύχει βάθη απεικόνισης >1 mm με χαμηλή φωτοτοξικότητα. Αυτή η προσέγγιση μπορεί να επιτύχει βάθη απεικόνισης >1 mm με χαμηλή φωτοτοξικότητα. Этот подход может обеспечить глубину изображения > 1 mm με μικρότερη φωτοξιξικότητα. Αυτή η προσέγγιση μπορεί να παρέχει βάθος εικόνας > 1 mm με χαμηλή φωτοτοξικότητα.这种方法可以实现>1 毫米的成像深度，光毒性低。这种方法可以实现>1 毫米的成像深度，光毒性低。 Этот подход может обеспечить глубину изображения > 1 mm με μικρότερη φωτοξιξικότητα. Αυτή η προσέγγιση μπορεί να παρέχει βάθος εικόνας > 1 mm με χαμηλή φωτοτοξικότητα.Απαιτούνται παλμοί λέιζερ υψηλής έντασης femtosecond και αυτή η μέθοδος δεν έχει αποδειχθεί κλινικά κατά την ενδοσκόπηση.
Σε αυτό το πρωτότυπο, ο σαρωτής εκτελεί μόνο πλευρική εκτροπή, επομένως το οπτικό τμήμα βρίσκεται στο οριζόντιο επίπεδο (XY).Η συσκευή μπορεί να λειτουργεί με υψηλότερο ρυθμό καρέ (20 Hz) από τα γαλβανικά κάτοπτρα (12 Hz) στο σύστημα Cellvizio.Αυξήστε τον ρυθμό καρέ για να μειώσετε τα τεχνουργήματα κίνησης και μειώστε τον ρυθμό καρέ για να ενισχύσετε το σήμα.Απαιτούνται αλγόριθμοι υψηλής ταχύτητας και αυτοματοποιημένοι για τον μετριασμό μεγάλων τεχνουργημάτων κίνησης που προκαλούνται από ενδοσκοπική κίνηση, αναπνευστική κίνηση και εντερική κινητικότητα.Οι παραμετρικοί σαρωτές συντονισμού έχουν αποδειχθεί ότι επιτυγχάνουν αξονικές μετατοπίσεις που υπερβαίνουν τις εκατοντάδες microns22. Οι εικόνες μπορούν να συλλεχθούν σε κατακόρυφο επίπεδο (XZ), κάθετα στην επιφάνεια του βλεννογόνου, για να παρέχουν την ίδια άποψη με αυτή της ιστολογικής (H&E). Οι εικόνες μπορούν να συλλεχθούν σε κατακόρυφο επίπεδο (XZ), κάθετα στην επιφάνεια του βλεννογόνου, για να παρέχουν την ίδια άποψη με αυτή της ιστολογικής (H&E). Изображения могут быть получены в вертикальной плоскости (XZ), перпендикулярной поверхности слизистой оболочки, чтобы обеспечить такое же изображение, как при γκιστολογίες (H&E). Οι εικόνες μπορούν να ληφθούν σε κατακόρυφο επίπεδο (XZ) κάθετο στην επιφάνεια του βλεννογόνου για να παρέχουν την ίδια εικόνα όπως στην ιστολογία (H&E).可以在垂直于粘膜表面的垂直平面(XZ) 中收集图像，以提供与组织学(H&E)可以在垂直于粘膜表面的垂直平面(XZ) 中收集图像，以提供与组织学(H&E) Изображения могут быть получены в вертикальной плоскости (XZ), перпендикулярной поверхности слизистой оболочки, чтобы обеспечить такое же изображение, как при gistologicheskom issledovani (H&Eedovani). Οι εικόνες μπορούν να ληφθούν σε κατακόρυφο επίπεδο (XZ) κάθετο στην επιφάνεια του βλεννογόνου για να παρέχουν την ίδια εικόνα με μια ιστολογική εξέταση (H&E).Ο σαρωτής μπορεί να τοποθετηθεί σε θέση μετά τον στόχο, όπου η δέσμη φωτισμού πέφτει κατά μήκος του κύριου οπτικού άξονα για μείωση της ευαισθησίας στις εκτροπές8.Σχεδόν περιορισμένοι σε περίθλαση εστιακούς όγκους μπορεί να αποκλίνουν σε αυθαίρετα μεγάλα οπτικά πεδία.Η σάρωση τυχαίας πρόσβασης μπορεί να πραγματοποιηθεί για να εκτρέψει τους ανακλαστήρες σε θέσεις που καθορίζονται από τον χρήστη9.Το οπτικό πεδίο μπορεί να μειωθεί για να τονιστούν αυθαίρετες περιοχές της εικόνας, βελτιώνοντας την αναλογία σήματος προς θόρυβο, την αντίθεση και τον ρυθμό καρέ.Οι σαρωτές μπορούν να παραχθούν μαζικά χρησιμοποιώντας απλές διαδικασίες.Μπορούν να κατασκευαστούν εκατοντάδες συσκευές σε κάθε γκοφρέτα πυριτίου για να αυξηθεί η παραγωγή για μαζική παραγωγή χαμηλού κόστους και ευρεία διανομή.
Η διπλωμένη φωτεινή διαδρομή μειώνει το μέγεθος του άκαμπτου περιφερικού άκρου, καθιστώντας εύκολη τη χρήση του ενδοσκοπίου ως αξεσουάρ κατά τη διάρκεια της κολονοσκόπησης ρουτίνας.Στις φθορίζουσες εικόνες που παρουσιάζονται, τα υποκυτταρικά χαρακτηριστικά του βλεννογόνου μπορούν να φανούν για να διακρίνουν τα σωληνοειδή αδενώματα (προκαρκινικά) από τους υπερπλαστικούς πολύποδες (καλοήθεις).Αυτά τα αποτελέσματα υποδηλώνουν ότι η ενδοσκόπηση μπορεί να μειώσει τον αριθμό των περιττών βιοψιών23.Οι γενικές επιπλοκές που σχετίζονται με τη χειρουργική επέμβαση μπορούν να μειωθούν, τα διαστήματα παρακολούθησης μπορούν να βελτιστοποιηθούν και η ιστολογική ανάλυση των μικρών βλαβών μπορεί να ελαχιστοποιηθεί.Δείχνουμε επίσης in vivo εικόνες ασθενών με φλεγμονώδη νόσο του εντέρου, συμπεριλαμβανομένης της ελκώδους κολίτιδας (UC) και της κολίτιδας του Crohn.Η συμβατική κολονοσκόπηση λευκού φωτός παρέχει μια μακροσκοπική άποψη της επιφάνειας του βλεννογόνου με περιορισμένη ικανότητα ακριβούς αξιολόγησης της επούλωσης του βλεννογόνου.Η ενδοσκόπηση μπορεί να χρησιμοποιηθεί in vivo για την αξιολόγηση της αποτελεσματικότητας βιολογικών θεραπειών όπως τα αντισώματα κατά του TNF24.Η ακριβής in vivo αξιολόγηση μπορεί επίσης να μειώσει ή να αποτρέψει την υποτροπή της νόσου και τις επιπλοκές όπως η χειρουργική επέμβαση και να βελτιώσει την ποιότητα ζωής.Δεν έχουν αναφερθεί σοβαρές ανεπιθύμητες ενέργειες σε κλινικές μελέτες που σχετίζονται με τη χρήση ενδοσκοπίων in vivo25 που περιέχουν φλουορεσκεΐνη. Η ισχύς του λέιζερ στην επιφάνεια του βλεννογόνου περιορίστηκε σε <2 mW για να ελαχιστοποιηθεί ο κίνδυνος θερμικού τραυματισμού και να πληροί τις απαιτήσεις του FDA για μη σημαντικό κίνδυνο26 ανά 21 CFR 812. Η ισχύς του λέιζερ στην επιφάνεια του βλεννογόνου περιορίστηκε σε <2 mW για να ελαχιστοποιηθεί ο κίνδυνος θερμικού τραυματισμού και να ανταποκριθεί στις απαιτήσεις του FDA για μη σημαντικό κίνδυνο26 ανά 21 CFR 812. Мощность лазера на поверхности слизистой оболочки была περιορισμένη έως <2 мВт, чтобы свести к минумму ρίσκο термического повреждения и συμβουλεύω τη ζήτηση FDA относительно 821 CF6R6. Η ισχύς του λέιζερ στην επιφάνεια του βλεννογόνου περιορίστηκε σε <2 mW για να ελαχιστοποιηθεί ο κίνδυνος θερμικής βλάβης και να ικανοποιηθούν οι απαιτήσεις του FDA για αμελητέο κίνδυνο26 κάτω από 21 CFR 812.粘膜表面的激光功率限制在<2 mW，以最大限度地降低热损伤风险，并满12CFR险26 的要求.粘膜表面的激光功率限制在<2 mW Мощность лазера на поверхности слизистой оболочки была περιορισμένη έως <2 мВт, чтобы свести к минумму ρίσκο термического повреждения и συμβουλεύω τη ζήτηση FDA 21 CFR 812 относительного. Η ισχύς του λέιζερ στην επιφάνεια του βλεννογόνου περιορίστηκε σε <2 mW για να ελαχιστοποιηθεί ο κίνδυνος θερμικής βλάβης και να πληροί τις απαιτήσεις του FDA 21 CFR 812 για αμελητέο κίνδυνο26.
Ο σχεδιασμός του οργάνου μπορεί να τροποποιηθεί για να βελτιωθεί η ποιότητα της εικόνας.Διατίθενται ειδικά οπτικά στοιχεία για τη μείωση της σφαιρικής εκτροπής, τη βελτίωση της ανάλυσης εικόνας και την αύξηση της απόστασης εργασίας.Το SIL μπορεί να ρυθμιστεί ώστε να ταιριάζει καλύτερα με τον δείκτη διάθλασης του ιστού (~1,4) για τη βελτίωση της σύζευξης φωτός.Η συχνότητα οδήγησης μπορεί να ρυθμιστεί για να αυξήσει την πλευρική γωνία του σαρωτή και να διευρύνει το οπτικό πεδίο της εικόνας.Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε αυτοματοποιημένες μεθόδους για να αφαιρέσετε τα πλαίσια μιας εικόνας με σημαντική κίνηση για να μετριαστείτε αυτό το φαινόμενο.Μια συστοιχία πύλης με δυνατότητα προγραμματισμού πεδίου (FPGA) με λήψη δεδομένων υψηλής ταχύτητας θα χρησιμοποιηθεί για την παροχή διόρθωσης πλήρους καρέ σε πραγματικό χρόνο υψηλής απόδοσης.Για μεγαλύτερη κλινική χρησιμότητα, οι αυτοματοποιημένες μέθοδοι πρέπει να διορθώνουν τη μετατόπιση φάσης και τα τεχνουργήματα κίνησης για ερμηνεία εικόνας σε πραγματικό χρόνο.Ένας μονολιθικός παραμετρικός σαρωτής συντονισμού 3 αξόνων μπορεί να εφαρμοστεί για την εισαγωγή αξονικής σάρωσης 22 . Αυτές οι συσκευές έχουν αναπτυχθεί για να επιτυγχάνουν άνευ προηγουμένου κατακόρυφη μετατόπιση >400 µm ρυθμίζοντας τη συχνότητα μετάδοσης κίνησης σε ένα καθεστώς που διαθέτει μικτές δυναμικές αποσκλήρυνσης/σκλήρυνσης27. Αυτές οι συσκευές έχουν αναπτυχθεί για να επιτυγχάνουν άνευ προηγουμένου κατακόρυφη μετατόπιση >400 µm ρυθμίζοντας τη συχνότητα μετάδοσης κίνησης σε ένα καθεστώς που διαθέτει μικτές δυναμικές αποσκλήρυνσης/σκλήρυνσης27. Эти устройства были разработани для достижения беспрецедентно вертикального смещения > 400 mkm πότεм настройки частоты возбуждения в режиме, ανάλογα με το χαρακτεριστικό του δυναμικού. Αυτές οι συσκευές έχουν σχεδιαστεί για να επιτυγχάνουν μια άνευ προηγουμένου κατακόρυφη μετατόπιση >400 μm ρυθμίζοντας τη συχνότητα κίνησης σε μια λειτουργία που χαρακτηρίζεται από μικτή δυναμική μαλακής/σκληρής27.这些设备的开发是为了通过在具有混合软化/硬化动力学的状态下谎的状态下谎的状态下谎的状态下谎整驱化有的>400 μm 的垂直位移27.这些 设备 的 开发 是 为了 在 具有 混合 软化 硬化 硬化 学 学 状态 为木现 的> 400 μm 的 垂直 位移 27. Эти устройства были разработания для достижения беспрецедентных вертикальных смещений >400 mkm πότεм настройки частоты срабатывания в режиме со смешанной кинетикой размягдения/за27. Αυτές οι συσκευές έχουν σχεδιαστεί για να επιτυγχάνουν άνευ προηγουμένου κατακόρυφες μετατοπίσεις >400 μm ρυθμίζοντας τη συχνότητα ενεργοποίησης στη λειτουργία μικτής κινητικής μαλάκυνσης/σκλήρυνσης27.Στο μέλλον, η κάθετη εγκάρσια απεικόνιση μπορεί να βοηθήσει στη σταδιοποίηση του πρώιμου καρκίνου (T1a).Μπορεί να εφαρμοστεί ένα χωρητικό κύκλωμα ανίχνευσης για την παρακολούθηση της κίνησης του σαρωτή και τη διόρθωση της μετατόπισης φάσης 28 .Η αυτόματη βαθμονόμηση φάσης με χρήση κυκλώματος αισθητήρα μπορεί να αντικαταστήσει τη χειροκίνητη βαθμονόμηση του οργάνου πριν από τη χρήση.Η αξιοπιστία του οργάνου μπορεί να βελτιωθεί χρησιμοποιώντας πιο αξιόπιστες τεχνικές σφράγισης οργάνων για την αύξηση του αριθμού των κύκλων επεξεργασίας.Η τεχνολογία MEMS υπόσχεται να επιταχύνει τη χρήση ενδοσκοπίων για την απεικόνιση του επιθηλίου των κοίλων οργάνων, τη διάγνωση ασθενειών και την παρακολούθηση της θεραπείας με ελάχιστα επεμβατικό τρόπο.Με περαιτέρω ανάπτυξη, αυτή η νέα μέθοδος απεικόνισης θα μπορούσε να γίνει μια λύση χαμηλού κόστους που θα χρησιμοποιηθεί ως συμπλήρωμα στα ιατρικά ενδοσκόπια για άμεση ιστολογική εξέταση και θα μπορούσε τελικά να αντικαταστήσει την παραδοσιακή παθολογική ανάλυση.
Πραγματοποιήθηκαν προσομοιώσεις ανίχνευσης ακτίνων χρησιμοποιώντας λογισμικό οπτικού σχεδιασμού ZEMAX (έκδοση 2013) για τον προσδιορισμό των παραμέτρων της οπτικής εστίασης.Τα κριτήρια σχεδίασης περιλαμβάνουν αξονική ανάλυση σχεδόν διαθλαστικής, απόσταση εργασίας = 0 μm και οπτικό πεδίο (FOV) μεγαλύτερο από 250 × 250 μm2.Για διέγερση σε μήκος κύματος λεξ = 488 nm, χρησιμοποιήθηκε μια ίνα μονής λειτουργίας (SMF).Τα αχρωματικά διπλά χρησιμοποιούνται για τη μείωση της διακύμανσης της συλλογής φθορισμού (Εικόνα 5α).Η δέσμη διέρχεται από το SMF με διάμετρο πεδίου λειτουργίας 3,5 μm και χωρίς περικοπή διέρχεται από το κέντρο του ανακλαστήρα με διάμετρο ανοίγματος 50 μm.Χρησιμοποιήστε έναν σκληρό εμβαπτιζόμενο (ημισφαιρικό) φακό με υψηλό δείκτη διάθλασης (n = 2,03) για να ελαχιστοποιήσετε τη σφαιρική εκτροπή της προσπίπτουσας δέσμης και να εξασφαλίσετε την πλήρη επαφή με την επιφάνεια του βλεννογόνου.Η οπτική εστίασης παρέχει συνολικό NA = 0,41, όπου NA = nsinα, n είναι ο δείκτης διάθλασης του ιστού, α είναι η μέγιστη γωνία σύγκλισης δέσμης.Οι περιορισμένες σε περίθλαση πλευρικές και αξονικές αναλύσεις είναι 0,44 και 6,65 μm, αντίστοιχα, χρησιμοποιώντας ΝΑ = 0,41, λ = 488 nm και n = 1,3313.Εξετάστηκαν μόνο εμπορικά διαθέσιμοι φακοί με εξωτερική διάμετρο (OD) ≤ 2 mm.Η οπτική διαδρομή διπλώνεται και η δέσμη που αφήνει το SMF διέρχεται από το κεντρικό άνοιγμα του σαρωτή και ανακλάται πίσω από ένα σταθερό κάτοπτρο (διαμέτρου 0,29 mm).Αυτή η διαμόρφωση συντομεύει το μήκος του άκαμπτου περιφερικού άκρου για να διευκολύνει τη διέλευση του ενδοσκοπίου προς τα εμπρός μέσω του τυπικού καναλιού εργασίας (διαμέτρου 3,2 mm) των ιατρικών ενδοσκοπίων.Αυτή η λειτουργία καθιστά εύκολη τη χρήση ως αξεσουάρ κατά τη διάρκεια της ενδοσκόπησης ρουτίνας.
Αναδιπλωμένος οδηγός φωτός και συσκευασία ενδοσκοπίου.(α) Η δέσμη διέγερσης εξέρχεται από το OBC και διέρχεται από το κεντρικό άνοιγμα του σαρωτή.Η δέσμη διαστέλλεται και ανακλάται από ένα σταθερό κυκλικό κάτοπτρο πίσω στον σαρωτή για πλευρική εκτροπή.Τα οπτικά στοιχεία εστίασης αποτελούνται από ένα ζεύγος αχρωματικών διπλών φακών και έναν συμπαγή εμβαπτιζόμενο (ημισφαιρικό) φακό που παρέχει επαφή με την επιφάνεια του βλεννογόνου.ZEMAX 2013 (https://www.zemax.com/) για οπτικό σχεδιασμό και προσομοίωση ιχνηλάτησης ακτίνων.(β) Δείχνει τη θέση διαφόρων εξαρτημάτων του οργάνου, συμπεριλαμβανομένων των ινών απλής λειτουργίας (SMF), του σαρωτή, των καθρεπτών και των φακών.Το Solidworks 2016 (https://www.solidworks.com/) χρησιμοποιήθηκε για την τρισδιάστατη μοντελοποίηση της συσκευασίας του ενδοσκοπίου.
Ένα SMF (#460HP, Thorlabs) με διάμετρο πεδίου λειτουργίας 3,5 μm σε μήκος κύματος 488 nm χρησιμοποιήθηκε ως «τρύπα» για χωρικό φιλτράρισμα του αποεστιασμένου φωτός (Εικ. 5β).Τα SMF περικλείονται σε εύκαμπτους σωλήνες πολυμερούς (#Pebax 72D, Nordson MEDICAL).Χρησιμοποιείται μήκος περίπου 4 μέτρων για να διασφαλιστεί επαρκής απόσταση μεταξύ του ασθενούς και του συστήματος απεικόνισης.Ένα ζεύγος αχρωματικών διπλών φακών με επίστρωση 2 mm MgF2 (#65568, #65567, Edmund Optics) και ένας μη επικαλυμμένος ημισφαιρικός φακός 2 mm (#90858, Edmund Optics) χρησιμοποιήθηκαν για την εστίαση της δέσμης και τη συλλογή φθορισμού.Εισαγάγετε έναν ακραίο σωλήνα από ανοξείδωτο χάλυβα (μήκος 4 mm, OD 2,0 mm, ID 1,6 mm) μεταξύ της ρητίνης και του εξωτερικού σωλήνα για να απομονώσετε τους κραδασμούς του σαρωτή.Χρησιμοποιήστε ιατρικές κόλλες για την προστασία του οργάνου από σωματικά υγρά και διαδικασίες χειρισμού.Χρησιμοποιήστε θερμοσυστελλόμενο σωλήνα για να προστατέψετε τους συνδετήρες.
Ο συμπαγής σαρωτής είναι κατασκευασμένος με βάση την αρχή του παραμετρικού συντονισμού.Χαράξτε ένα άνοιγμα 50 μm στο κέντρο του ανακλαστήρα για να μεταδώσετε τη δέσμη διέγερσης.Χρησιμοποιώντας ένα σετ τετραγωνικών μηχανισμών κίνησης με χτένα, η εκτεταμένη δέσμη εκτρέπεται εγκάρσια στην ορθογώνια διεύθυνση (επίπεδο XY) στη λειτουργία Lissajous.Μια πλακέτα απόκτησης δεδομένων (#DAQ PCI-6115, NI) χρησιμοποιήθηκε για τη δημιουργία αναλογικών σημάτων για τον έλεγχο του σαρωτή.Η τροφοδοσία παρεχόταν από έναν ενισχυτή υψηλής τάσης (#PDm200, PiezoDrive) μέσω λεπτών συρμάτων (#B4421241, MWS Wire Industries).Κάντε καλωδίωση στον οπλισμό του ηλεκτροδίου.Ο σαρωτής λειτουργεί σε συχνότητες κοντά στα 15 kHz (γρήγορος άξονας) και 4 kHz (αργός άξονας) για την επίτευξη FOV έως 250 μm × 250 μm.Το βίντεο μπορεί να τραβηχτεί με ρυθμό καρέ 10, 16 ή 20 Hz.Αυτοί οι ρυθμοί καρέ χρησιμοποιούνται για να ταιριάζουν με το ρυθμό επανάληψης του μοτίβου σάρωσης Lissajous, το οποίο εξαρτάται από την τιμή των συχνοτήτων διέγερσης X και Y του σαρωτή29.Λεπτομέρειες σχετικά με τις αντισταθμίσεις μεταξύ του ρυθμού καρέ, της ανάλυσης εικονοστοιχείων και της πυκνότητας του μοτίβου σάρωσης παρουσιάζονται στην προηγούμενη εργασία μας14.
Ένα λέιζερ στερεάς κατάστασης (#OBIS 488 LS, συνεκτικό) παρέχει λex = 488 nm για να διεγείρει τη φλουορεσκεΐνη για αντίθεση εικόνας (Εικ. 6a).Οι οπτικές πλεξίδες συνδέονται στη μονάδα φίλτρου μέσω συνδέσμων FC/APC (απώλεια 1,82 dB) (Εικ. 6b).Η δέσμη εκτρέπεται από ένα διχρωμικό κάτοπτρο (#WDM-12P-111-488/500:600, Oz Optics) στο SMF μέσω ενός άλλου βύσματος FC/APC.Σύμφωνα με το 21 CFR 812, η ​​προσπίπτουσα ισχύς στον ιστό περιορίζεται σε μέγιστο όριο 2 mW για να πληρούνται οι απαιτήσεις του FDA για αμελητέο κίνδυνο.Ο φθορισμός διήλθε μέσω ενός διχρωμικού καθρέφτη και ενός φίλτρου μακράς μετάδοσης (#BLP01-488R, Semrock).Ο φθορισμός μεταδόθηκε σε έναν ανιχνευτή σωλήνα φωτοπολλαπλασιαστή (PMT) (#H7422-40, Hamamatsu) μέσω ενός συνδέσμου FC/PC χρησιμοποιώντας μια πολύτροπη ίνα μήκους ~1 m με διάμετρο πυρήνα 50 μm.Τα σήματα φθορισμού ενισχύθηκαν με έναν ενισχυτή ρεύματος υψηλής ταχύτητας (#59-179, Edmund Optics).Ειδικό λογισμικό (LabVIEW 2021, NI) έχει αναπτυχθεί για την απόκτηση δεδομένων σε πραγματικό χρόνο και την επεξεργασία εικόνας.Οι ρυθμίσεις ισχύος λέιζερ και απολαβής PMT καθορίζονται από τον μικροελεγκτή (#Arduino UNO, Arduino) χρησιμοποιώντας ειδική πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος.Το SMF και τα καλώδια καταλήγουν σε συνδέσμους και συνδέονται στις θύρες οπτικών ινών (F) και ενσύρματων (W) στο σταθμό βάσης (Εικόνα 6γ).Το σύστημα απεικόνισης περιέχεται σε ένα φορητό καρότσι (Εικόνα 6δ). Χρησιμοποιήθηκε μετασχηματιστής απομόνωσης για τον περιορισμό του ρεύματος διαρροής σε <500 μA. Χρησιμοποιήθηκε μετασχηματιστής απομόνωσης για τον περιορισμό του ρεύματος διαρροής σε <500 μA. Для ограничения тока утечки до <500 мкА использовался изолирующий трансформатор. Χρησιμοποιήθηκε μετασχηματιστής απομόνωσης για τον περιορισμό του ρεύματος διαρροής σε <500 μΑ.使用隔离变压器将泄漏电流限制在<500 μA。 <500 μΑ. Используйте изолирующий трансформатор, чтобы ограничить ток утечки έως <500 мкА. Χρησιμοποιήστε έναν μετασχηματιστή απομόνωσης για να περιορίσετε το ρεύμα διαρροής σε <500µA.
σύστημα οπτικοποίησης.(α) Το PMT, το λέιζερ και ο ενισχυτής βρίσκονται στο σταθμό βάσης.(β) Στη συστοιχία φίλτρου, το λέιζερ (μπλε) περνά πάνω από το καλώδιο οπτικών ινών μέσω της υποδοχής FC/APC.Η δέσμη εκτρέπεται από ένα διχρωμικό κάτοπτρο (DM) σε μια ίνα απλής λειτουργίας (SMF) μέσω ενός δεύτερου συνδετήρα FC/APC.Ο φθορισμός (πράσινο) ταξιδεύει μέσω του φίλτρου DM και μακράς διέλευσης (LPF) στο PMT μέσω πολυτροπικής ίνας (MMF).(γ) Το εγγύς άκρο του ενδοσκοπίου συνδέεται με τις θύρες οπτικών ινών (F) και ενσύρματων (W) του σταθμού βάσης.(δ) Ενδοσκόπιο, οθόνη, σταθμός βάσης, υπολογιστής και μετασχηματιστής απομόνωσης σε φορητό καρότσι.(α, γ) Το Solidworks 2016 χρησιμοποιήθηκε για τρισδιάστατη μοντελοποίηση του συστήματος απεικόνισης και των εξαρτημάτων του ενδοσκοπίου.
Η πλευρική και αξονική ανάλυση της οπτικής εστίασης μετρήθηκε από τη συνάρτηση διασποράς σημείου των φθοριζόντων μικροσφαιρών (#F8803, Thermo Fisher Scientific) διαμέτρου 0,1 μm.Συλλέξτε εικόνες μεταφράζοντας τις μικροσφαίρες οριζόντια και κάθετα σε βήματα 1 μm χρησιμοποιώντας μια γραμμική βαθμίδα (# M-562-XYZ, DM-13, Newport).Στοίβα εικόνας χρησιμοποιώντας το ImageJ2 για τη λήψη εικόνων διατομής μικροσφαιρών.
Ειδικό λογισμικό (LabVIEW 2021, NI) έχει αναπτυχθεί για την απόκτηση δεδομένων σε πραγματικό χρόνο και την επεξεργασία εικόνας.Στο σχ.Το 7 δείχνει μια επισκόπηση των ρουτινών που χρησιμοποιούνται για τη λειτουργία του συστήματος.Η διεπαφή χρήστη αποτελείται από τη λήψη δεδομένων (DAQ), τον κύριο πίνακα και τον πίνακα ελεγκτή.Ο πίνακας συλλογής δεδομένων αλληλεπιδρά με τον κύριο πίνακα για τη συλλογή και αποθήκευση πρωτογενών δεδομένων, την παροχή δεδομένων για προσαρμοσμένες ρυθμίσεις συλλογής δεδομένων και τη διαχείριση των ρυθμίσεων του προγράμματος οδήγησης σαρωτή.Ο κύριος πίνακας επιτρέπει στο χρήστη να επιλέξει την επιθυμητή διαμόρφωση για τη χρήση του ενδοσκοπίου, συμπεριλαμβανομένων του σήματος ελέγχου του σαρωτή, του ρυθμού καρέ βίντεο και των παραμέτρων λήψης.Αυτός ο πίνακας επιτρέπει επίσης στον χρήστη να εμφανίζει και να ελέγχει τη φωτεινότητα και την αντίθεση της εικόνας.Χρησιμοποιώντας τα πρωτογενή δεδομένα ως είσοδο, ο αλγόριθμος υπολογίζει τη βέλτιστη ρύθμιση απολαβής για το PMT και προσαρμόζει αυτόματα αυτήν την παράμετρο χρησιμοποιώντας ένα σύστημα ελέγχου ανάδρασης αναλογικού ολοκληρωτικού (PI)16.Η πλακέτα ελεγκτή αλληλεπιδρά με την κύρια πλακέτα και την πλακέτα απόκτησης δεδομένων για τον έλεγχο της ισχύος λέιζερ και της απολαβής PMT.
Αρχιτεκτονική λογισμικού συστήματος.Η διεπαφή χρήστη αποτελείται από μονάδες (1) απόκτηση δεδομένων (DAQ), (2) κύριο πίνακα και (3) πίνακα ελεγκτή.Αυτά τα προγράμματα εκτελούνται ταυτόχρονα και επικοινωνούν μεταξύ τους μέσω ουρών μηνυμάτων.Το κλειδί είναι το MEMS: Microelectromechanical System, TDMS: Technical Data Control Flow, PI: Proportional Integral, PMT: Photomultiplier.Τα αρχεία εικόνας και βίντεο αποθηκεύονται σε μορφές BMP και AVI, αντίστοιχα.
Ένας αλγόριθμος διόρθωσης φάσης χρησιμοποιείται για τον υπολογισμό της διασποράς των εντάσεων των εικονοστοιχείων εικόνας σε διαφορετικές τιμές φάσης για τον προσδιορισμό της μέγιστης τιμής που χρησιμοποιείται για την ευκρίνεια της εικόνας.Για διόρθωση σε πραγματικό χρόνο, το εύρος σάρωσης φάσης είναι ±2,86° με ένα σχετικά μεγάλο βήμα 0,286° για μείωση του χρόνου υπολογισμού.Επιπλέον, η χρήση τμημάτων της εικόνας με λιγότερα δείγματα μειώνει περαιτέρω τον χρόνο υπολογισμού του πλαισίου εικόνας από 7,5 δευτερόλεπτα (1 Msample) σε 1,88 δευτερόλεπτα (250 Ksample) στα 10 Hz.Αυτές οι παράμετροι εισόδου επιλέχθηκαν για να παρέχουν επαρκή ποιότητα εικόνας με ελάχιστο λανθάνοντα χρόνο κατά την in vivo απεικόνιση.Οι ζωντανές εικόνες και τα βίντεο εγγράφονται σε μορφές BMP και AVI, αντίστοιχα.Τα ανεπεξέργαστα δεδομένα αποθηκεύονται στη Μορφή ροής διαχείρισης τεχνικών δεδομένων (TMDS).
Μετα-επεξεργασία εικόνων in vivo για βελτίωση της ποιότητας με το LabVIEW 2021. Η ακρίβεια είναι περιορισμένη κατά τη χρήση αλγορίθμων διόρθωσης φάσης κατά την in vivo απεικόνιση λόγω του μεγάλου χρόνου υπολογισμού που απαιτείται.Χρησιμοποιούνται μόνο περιορισμένες περιοχές εικόνας και αριθμοί δειγμάτων.Επιπλέον, ο αλγόριθμος δεν λειτουργεί καλά για εικόνες με τεχνουργήματα κίνησης ή χαμηλή αντίθεση και οδηγεί σε σφάλματα υπολογισμού φάσης30.Επιλέχθηκαν χειροκίνητα μεμονωμένα καρέ με υψηλή αντίθεση και χωρίς τεχνουργήματα κίνησης για λεπτό συντονισμό φάσης με εύρος σάρωσης φάσης ±0,75° σε βήματα 0,01°.Χρησιμοποιήθηκε ολόκληρη η περιοχή της εικόνας (π.χ. 1 Msample μιας εικόνας που έχει εγγραφεί στα 10 Hz).Ο Πίνακας S2 παρουσιάζει λεπτομερώς τις παραμέτρους της εικόνας που χρησιμοποιούνται για επεξεργασία σε πραγματικό χρόνο και μετά την επεξεργασία.Μετά τη διόρθωση φάσης, χρησιμοποιείται ένα διάμεσο φίλτρο για περαιτέρω μείωση του θορύβου της εικόνας.Η φωτεινότητα και η αντίθεση βελτιώνονται περαιτέρω με το τέντωμα του ιστογράμματος και τη διόρθωση γάμμα31.
Οι κλινικές δοκιμές εγκρίθηκαν από την Επιτροπή Αναθεώρησης Ιατρικών Ιδρυμάτων του Μίσιγκαν και διεξήχθησαν στο Τμήμα Ιατρικών Διαδικασιών.Αυτή η μελέτη έχει καταχωρηθεί ηλεκτρονικά στο ClinicalTrials.gov (NCT03220711, ημερομηνία εγγραφής: 18/07/2017).Τα κριτήρια ένταξης περιελάμβαναν ασθενείς (ηλικίας 18 έως 100 ετών) με προηγουμένως προγραμματισμένη εκλεκτική κολονοσκόπηση, αυξημένο κίνδυνο καρκίνου του παχέος εντέρου και ιστορικό φλεγμονώδους νόσου του εντέρου.Λήφθηκε ενημερωμένη συγκατάθεση από κάθε υποκείμενο που συμφώνησε να συμμετάσχει.Τα κριτήρια αποκλεισμού ήταν ασθενείς που ήταν έγκυες, είχαν γνωστή υπερευαισθησία στη φλουορεσκεΐνη ή υποβάλλονταν σε ενεργή χημειοθεραπεία ή ακτινοθεραπεία.Αυτή η μελέτη περιελάμβανε διαδοχικούς ασθενείς που είχαν προγραμματιστεί για κολονοσκόπηση ρουτίνας και ήταν αντιπροσωπευτική του πληθυσμού του Ιατρικού Κέντρου του Μίσιγκαν.Η μελέτη διεξήχθη σύμφωνα με τη Διακήρυξη του Ελσίνκι.
Πριν από τη χειρουργική επέμβαση, βαθμονομήστε το ενδοσκόπιο χρησιμοποιώντας φθορίζοντα σφαιρίδια 10 μm (#F8836, Thermo Fisher Scientific) τοποθετημένα σε καλούπια σιλικόνης.Ένα ημιδιαφανές στεγανωτικό σιλικόνης (#RTV108, Momentive) χύθηκε σε ένα εκτυπωμένο 3D πλαστικό καλούπι 8 cm3.Ρίξτε τα φθορίζοντα σφαιρίδια νερού πάνω από τη σιλικόνη και αφήστε τα μέχρι να στεγνώσει το νερό.
Ολόκληρο το κόλον εξετάστηκε χρησιμοποιώντας ένα τυπικό ιατρικό κολονοσκόπιο (Olympus, CF-HQ190L) με λευκό φωτισμό.Αφού ο ενδοσκόπος προσδιορίσει την περιοχή της υποτιθέμενης νόσου, η περιοχή πλένεται με 5-10 ml οξικού οξέος 5% και στη συνέχεια με αποστειρωμένο νερό για την απομάκρυνση της βλέννας και των υπολειμμάτων.Μια δόση 5 ml 5 mg/ml φλουορεσκεΐνης (Alcon, Fluorescite) εγχύθηκε ενδοφλεβίως ή ψεκάστηκε τοπικά στον βλεννογόνο με τη χρήση ενός τυπικού σωληνίσκου (M00530860, Boston Scientific) που διοχετεύθηκε μέσω του καναλιού εργασίας.
Χρησιμοποιήστε ένα ποτιστικό για να ξεπλύνετε την περίσσεια βαφής ή υπολείμματα από την επιφάνεια του βλεννογόνου.Αφαιρέστε τον καθετήρα νεφελοποίησης και περάστε το ενδοσκόπιο μέσα από το κανάλι εργασίας για να λάβετε εικόνες προ της σφαγής.Χρησιμοποιήστε ενδοσκοπική καθοδήγηση ευρέος πεδίου για να τοποθετήσετε το περιφερικό άκρο στην περιοχή στόχο. Ο συνολικός χρόνος που χρησιμοποιήθηκε για τη συλλογή ομοεστιακών εικόνων ήταν <10 λεπτά. Ο συνολικός χρόνος που χρησιμοποιήθηκε για τη συλλογή ομοεστιακών εικόνων ήταν <10 λεπτά. Общее время, затраченное на сбор конфокальных изображений, составило <10 мин. Ο συνολικός χρόνος που χρειάστηκε για τη συλλογή ομοεστιακών εικόνων ήταν <10 λεπτά.Ο συνολικός χρόνος λήψης για ομοεστιακές εικόνες ήταν μικρότερος από 10 λεπτά.Το ενδοσκοπικό βίντεο λευκού φωτός υποβλήθηκε σε επεξεργασία χρησιμοποιώντας το σύστημα απεικόνισης Olympus EVIS EXERA III (CLV-190) και καταγράφηκε χρησιμοποιώντας συσκευή εγγραφής βίντεο Elgato HD.Χρησιμοποιήστε το LabVIEW 2021 για εγγραφή και αποθήκευση βίντεο ενδοσκοπήσεων.Μετά την ολοκλήρωση της απεικόνισης, το ενδοσκόπιο αφαιρείται και ο ιστός που πρόκειται να οπτικοποιηθεί αφαιρείται χρησιμοποιώντας λαβίδα βιοψίας ή παγίδα. Οι ιστοί υποβλήθηκαν σε επεξεργασία για ιστολογία ρουτίνας (H&E) και αξιολογήθηκαν από ειδικό παθολόγο GI (HDA). Οι ιστοί υποβλήθηκαν σε επεξεργασία για ιστολογία ρουτίνας (H&E) και αξιολογήθηκαν από ειδικό παθολόγο GI (HDA). Ткани были обработаны для обычной гистологии (H&E) και оценены экспертом-патологом желудочно-кишечного тракта (HDA). Οι ιστοί υποβλήθηκαν σε επεξεργασία για ιστολογία ρουτίνας (H&E) και αξιολογήθηκαν από ειδικό γαστρεντερικό παθολόγο (HDA).对组织进行常规组织学(H&E) 处理，并由专家GI 病理学家(HDA) 进行评估。对组织进行常规组织学(H&E) 处理，并由专家GI 病理学家(HDA) 进行评估。 Ткани были обработаны для обычной гистологии (H&E) και оценены экспертом-патологом желудочно-кишечного тракта (HDA). Οι ιστοί υποβλήθηκαν σε επεξεργασία για ιστολογία ρουτίνας (H&E) και αξιολογήθηκαν από ειδικό γαστρεντερικό παθολόγο (HDA).Οι φασματικές ιδιότητες της φλουορεσκεΐνης επιβεβαιώθηκαν χρησιμοποιώντας ένα φασματόμετρο (USB2000+, Ocean Optics) όπως φαίνεται στο Σχήμα S2.
Τα ενδοσκόπια αποστειρώνονται μετά από κάθε χρήση από τον άνθρωπο (Εικ. 8).Οι διαδικασίες καθαρισμού πραγματοποιήθηκαν υπό την καθοδήγηση και έγκριση του Τμήματος Ελέγχου Λοιμώξεων και Επιδημιολογίας του Ιατρικού Κέντρου του Μίσιγκαν και της Κεντρικής Μονάδας Αποστειρωμένων Επεξεργασιών. Πριν από τη μελέτη, τα όργανα δοκιμάστηκαν και επικυρώθηκαν για αποστείρωση από την Advanced Sterilization Products (ASP, Johnson & Johnson), μια εμπορική οντότητα που παρέχει υπηρεσίες πρόληψης λοιμώξεων και επικύρωσης αποστείρωσης. Πριν από τη μελέτη, τα όργανα δοκιμάστηκαν και επικυρώθηκαν για αποστείρωση από την Advanced Sterilization Products (ASP, Johnson & Johnson), μια εμπορική οντότητα που παρέχει υπηρεσίες πρόληψης λοιμώξεων και επικύρωσης αποστείρωσης. Προηγμένα προϊόντα αποστείρωσης (ASP, Johnson & Johnson), εμπορικές υπηρεσίες, προκαταρκτικές υπηρεσίες για την προστασία του προφίλ και των στερλίνων. Πριν από τη μελέτη, τα όργανα δοκιμάστηκαν και εγκρίθηκαν για αποστείρωση από την Advanced Sterilization Products (ASP, Johnson & Johnson), έναν εμπορικό οργανισμό που παρέχει υπηρεσίες πρόληψης λοιμώξεων και επαλήθευσης αποστείρωσης. Προηγμένα προϊόντα αποστείρωσης (ASP, Johnson & Johnson), συμπληρωματικές υπηρεσίες αποστείρωσης και υπηρεσίες αποστείρωσης. Τα εργαλεία αποστειρώθηκαν και επιθεωρήθηκαν πριν από τη μελέτη από την Advanced Sterilization Products (ASP, Johnson & Johnson), έναν εμπορικό οργανισμό που παρέχει υπηρεσίες πρόληψης λοιμώξεων και επαλήθευσης αποστείρωσης.
Ανακύκλωση εργαλείων.(α) Τα ενδοσκόπια τοποθετούνται σε δίσκους μετά από κάθε αποστείρωση χρησιμοποιώντας τη διαδικασία επεξεργασίας STERRAD.(β) Το SMF και τα καλώδια τερματίζονται με οπτικές ίνες και ηλεκτρικές συνδέσεις, αντίστοιχα, οι οποίες κλείνουν πριν από την επανεπεξεργασία.
Καθαρίστε τα ενδοσκόπια κάνοντας τα εξής: (1) σκουπίστε το ενδοσκόπιο με ένα πανί που δεν αφήνει χνούδι εμποτισμένο σε ένα ενζυματικό καθαριστικό από το εγγύς στο άπω.(2) Βυθίστε το όργανο στο ενζυματικό διάλυμα απορρυπαντικού για 3 λεπτά με νερό.ύφασμα χωρίς χνούδι.Οι ηλεκτρικοί σύνδεσμοι και οι σύνδεσμοι οπτικών ινών καλύπτονται και αφαιρούνται από το διάλυμα.(3) Το ενδοσκόπιο τυλίγεται και τοποθετείται στο δίσκο οργάνων για αποστείρωση χρησιμοποιώντας STERRAD 100NX, πλάσμα αερίου υπεροξειδίου του υδρογόνου.περιβάλλον σχετικά χαμηλής θερμοκρασίας και χαμηλής υγρασίας.
Τα σύνολα δεδομένων που χρησιμοποιούνται ή/και αναλύονται στην τρέχουσα μελέτη είναι διαθέσιμα από τους αντίστοιχους συγγραφείς κατόπιν εύλογου αιτήματος.
Pilonis, ND, Januszewicz, W. & di Pietro, M. Confocal laser endomicroscopy in gastro-intestinal endoscopy: Technical aspects and κλινικές εφαρμογές. Pilonis, ND, Januszewicz, W. & di Pietro, M. Confocal laser endomicroscopy in gastro-intestinal endoscopy: Technical aspects and κλινικές εφαρμογές.Pilonis, ND, Januszewicz, V. i di Pietro, M. Confocal laser endomicroscopy in gastrointestinal endoscopy: τεχνικές πτυχές και κλινική εφαρμογή. Pilonis, ND, Januszewicz, W. & di Pietro, M. Pilonis, ND, Januszewicz, W. & di Pietro, M. 共载肠分别在在在共公司设计在在机机：Τεχνικές πτυχές και κλινικές εφαρμογές.Pilonis, ND, Januszewicz, V. i di Pietro, M. Confocal laser endoscopy in gastrointestinal endoscopy: τεχνικές πτυχές και κλινικές εφαρμογές.μετάφραση γαστρεντερική ηπαρίνη.7, 7 (2022).
Al-Mansour, MR et al.Ανάλυση Ασφάλειας και Αποτελεσματικότητας της Ενδομικροσκόπησης Συνεστιακής Λέιζερ SAGES TAVAC.Λειτουργία.Endoscopy 35, 2091–2103 (2021).
Fugazza, Α. et al.Συνεστιακή ενδοσκόπηση λέιζερ σε γαστρεντερικές και παγκρεατοχοληφόρες παθήσεις: συστηματική ανασκόπηση και μετα-ανάλυση.Βιοιατρική επιστήμη.δεξαμενή αποθήκευσης.εσωτερικού 2016, 4638683 (2016).