Terima kasih kerana melawat Nature.com.Anda menggunakan versi penyemak imbas dengan sokongan CSS terhad.Untuk pengalaman terbaik, kami mengesyorkan agar anda menggunakan penyemak imbas yang dikemas kini (atau lumpuhkan Mod Keserasian dalam Internet Explorer).Di samping itu, untuk memastikan sokongan berterusan, kami menunjukkan tapak tanpa gaya dan JavaScript.
Memaparkan karusel tiga slaid serentak.Gunakan butang Sebelum dan Seterusnya untuk bergerak melalui tiga slaid pada satu masa, atau gunakan butang gelangsar pada penghujung untuk bergerak melalui tiga slaid pada satu masa.
Endoskopi laser confocal ialah kaedah baharu biopsi optik masa nyata.Imej pendarfluor kualiti histologi boleh diperolehi serta-merta daripada epitelium organ berongga.Pada masa ini, pengimbasan dilakukan secara proksimal dengan instrumen berasaskan probe yang biasa digunakan dalam amalan klinikal, dengan fleksibiliti terhad dalam kawalan fokus.Kami menunjukkan penggunaan pengimbas resonans parametrik yang dipasang pada hujung distal endoskop untuk melakukan pesongan sisi berkelajuan tinggi.Satu lubang telah terukir di tengah pemantul untuk menggulung laluan cahaya.Reka bentuk ini mengurangkan saiz instrumen kepada diameter 2.4 mm dan panjang 10 mm, membolehkan ia dihantar ke hadapan melalui saluran kerja endoskop perubatan standard.Kanta padat menyediakan resolusi sisi dan paksi masing-masing 1.1 dan 13.6 µm.Jarak kerja 0 µm dan medan pandangan 250 µm × 250 µm dicapai pada kadar bingkai sehingga 20 Hz.Pengujaan pada 488 nm merangsang fluorescein, pewarna yang diluluskan oleh FDA untuk kontras tisu tinggi.Endoskop telah diproses semula selama 18 kitaran tanpa kegagalan menggunakan kaedah pensterilan yang diluluskan secara klinikal.Imej pendarfluor diperoleh daripada mukosa kolon normal, adenoma tiub, polip hiperplastik, kolitis ulseratif, dan kolitis Crohn semasa kolonoskopi rutin.Sel tunggal boleh dikenal pasti, termasuk kolonosit, sel goblet, dan sel radang.Ciri-ciri mukosa seperti struktur crypt, rongga crypt, dan lamina propria boleh dibezakan.Alat ini boleh digunakan sebagai tambahan kepada endoskopi konvensional.
Endoskopi laser confocal ialah modaliti pengimejan baru yang dibangunkan untuk kegunaan klinikal sebagai tambahan kepada endoskopi rutin1,2,3.Instrumen fleksibel yang disambungkan dengan gentian optik ini boleh digunakan untuk mengesan penyakit dalam sel epitelium yang melapisi organ berongga, seperti kolon.Lapisan nipis tisu ini sangat aktif secara metabolik dan merupakan punca banyak proses penyakit seperti kanser, jangkitan, dan keradangan.Endoskopi boleh mencapai resolusi subselular, memberikan imej dalam vivo kualiti masa nyata dan hampir histologi untuk membantu doktor membuat keputusan klinikal.Biopsi tisu fizikal membawa risiko pendarahan dan perforasi.Terlalu banyak atau terlalu sedikit spesimen biopsi sering dikumpul.Setiap sampel yang dikeluarkan meningkatkan kos pembedahan.Ia mengambil masa beberapa hari untuk sampel dinilai oleh ahli patologi.Semasa hari-hari menunggu keputusan patologi, pesakit sering mengalami kebimbangan.Sebaliknya, modaliti pengimejan klinikal lain seperti MRI, CT, PET, SPECT, dan ultrasound tidak mempunyai resolusi spatial dan kelajuan temporal yang diperlukan untuk menggambarkan proses epitelium dalam vivo dengan resolusi subselular masa nyata.
Instrumen berasaskan siasatan (Cellvizio) pada masa ini biasa digunakan di klinik untuk melakukan "biopsi optik".Reka bentuk ini berdasarkan pada berkas gentian optik yang koheren secara ruang4 yang mengumpul dan menghantar imej pendarfluor.Teras gentian tunggal bertindak sebagai "lubang" untuk menapis cahaya nyahfokus secara ruang untuk resolusi subselular.Pengimbasan dilakukan secara proksimal menggunakan galvanometer besar dan besar.Peruntukan ini mengehadkan keupayaan alat kawalan fokus.Pementasan karsinoma epitelium awal yang betul memerlukan visualisasi di bawah permukaan tisu untuk menilai pencerobohan dan menentukan terapi yang sesuai.Fluorescein, agen kontras yang diluluskan oleh FDA, diberikan secara intravena untuk menyerlahkan ciri-ciri struktur epitelium. Endomikroskop ini mempunyai dimensi <2.4 mm diameter, dan boleh dihantar ke hadapan dengan mudah melalui saluran biopsi endoskop perubatan standard. Endomikroskop ini mempunyai dimensi <2.4 mm diameter, dan boleh dihantar ke hadapan dengan mudah melalui saluran biopsi endoskop perubatan standard. Эти эндомикроскопы имеют размеры <2.4 мм в диаметре и могут быть легко проведены через биопсийный кадихда т оскопов. Endomikroskop ini berdiameter <2.4 mm dan boleh disalurkan dengan mudah melalui saluran biopsi endoskop perubatan standard.Boreskop ini berdiameter kurang daripada 2.4 mm dan mudah melalui saluran biopsi boreskop perubatan standard.Fleksibiliti ini membolehkan pelbagai aplikasi klinikal dan bebas daripada pengeluar endoskop.Banyak kajian klinikal telah dilakukan menggunakan alat pengimejan ini, termasuk pengesanan awal kanser esofagus, perut, kolon dan rongga mulut.Protokol pengimejan telah dibangunkan dan keselamatan prosedur telah ditetapkan.
Sistem mikroelektromekanikal (MEMS) ialah teknologi berkuasa untuk mereka bentuk dan mengeluarkan mekanisme pengimbasan kecil yang digunakan pada hujung distal endoskop.Kedudukan ini (relatif kepada proksimal) membolehkan lebih fleksibiliti dalam mengawal kedudukan fokus5,6.Selain pesongan sisi, mekanisme distal juga boleh melakukan imbasan paksi, imbasan pasca objektif dan imbasan akses rawak.Keupayaan ini membolehkan soal siasat sel epitelium yang lebih komprehensif, termasuk pengimejan keratan rentas menegak7, pengimbasan bebas penyimpangan medan pandangan besar (FOV)8 dan prestasi yang lebih baik dalam sub-rantau yang ditentukan pengguna9.MEMS menyelesaikan masalah serius membungkus enjin pengimbasan dengan ruang terhad yang tersedia di hujung instrumen.Berbanding dengan galvanometer besar, MEMS memberikan prestasi unggul pada saiz kecil, kelajuan tinggi dan penggunaan kuasa yang rendah.Proses pembuatan yang mudah boleh ditingkatkan untuk pengeluaran besar-besaran pada kos yang rendah.Banyak reka bentuk MEMS telah dilaporkan sebelum ini10,11,12.Tiada satu pun daripada teknologi itu belum dibangunkan dengan secukupnya untuk membolehkan penggunaan klinikal yang meluas bagi pengimejan dalam vivo masa nyata melalui saluran kerja endoskop perubatan.Di sini, kami berhasrat untuk menunjukkan penggunaan pengimbas MEMS pada hujung distal endoskop untuk pemerolehan imej manusia in vivo semasa endoskopi klinikal rutin.
Instrumen gentian optik telah dibangunkan menggunakan pengimbas MEMS di hujung distal untuk mengumpul imej pendarfluor vivo masa nyata dengan ciri histologi yang serupa.Gentian mod tunggal (SMF) disertakan dalam tiub polimer fleksibel dan teruja pada λex = 488 nm.Konfigurasi ini memendekkan panjang hujung distal dan membolehkan ia disalurkan ke hadapan melalui saluran kerja endoskop perubatan standard.Gunakan hujung untuk memusatkan optik.Kanta ini direka bentuk untuk mencapai resolusi paksi hampir difraktif dengan bukaan berangka (NA) = 0.41 dan jarak kerja = 0 µm13.Shim ketepatan dibuat untuk menjajarkan optik dengan tepat 14. Pengimbas dibungkus dalam endoskop dengan hujung distal tegar berdiameter 2.4 mm dan panjang 10 mm (Rajah 1a).Dimensi ini membolehkan ia digunakan dalam amalan klinikal sebagai aksesori semasa endoskopi (Rajah 1b).Kuasa maksimum kejadian laser pada tisu ialah 2 mW.
Endoskopi laser konfokal (CLE) dan pengimbas MEMS.Gambar menunjukkan (a) instrumen berbungkus dengan dimensi hujung distal tegar dengan diameter 2.4 mm dan panjang 10 mm dan (b) laluan lurus melalui saluran kerja endoskop perubatan standard (Olympus CF-HQ190L).(c) Pandangan hadapan pengimbas menunjukkan pemantul dengan apertur tengah 50 µm yang melaluinya rasuk pengujaan.Pengimbas dipasang pada gimbal yang dipacu oleh satu set pemacu pemacu sikat kuadratur.Kekerapan resonans peranti ditentukan oleh saiz spring kilasan.(d) Pandangan sisi pengimbas menunjukkan pengimbas dipasang pada dirian dengan wayar disambungkan ke penambat elektrod yang menyediakan titik sambungan untuk isyarat pemacu dan kuasa.
Mekanisme pengimbasan terdiri daripada pemantul dipasang gimbal yang digerakkan oleh satu set penggerak kuadratur dipacu sikat untuk memesongkan rasuk ke sisi (satah XY) dalam corak Lissajous (Rajah 1c).Sebuah lubang berdiameter 50 µm terukir di tengah yang melaluinya rasuk pengujaan.Pengimbas dipacu pada frekuensi resonan reka bentuk, yang boleh ditala dengan menukar dimensi spring kilasan.Penambat elektrod telah diukir pada pinggir peranti untuk menyediakan titik sambungan bagi kuasa dan isyarat kawalan (Rajah 1d).
Sistem pengimejan dipasang pada troli mudah alih yang boleh digulung ke dalam bilik operasi.Antara muka pengguna grafik telah direka bentuk untuk menyokong pengguna dengan pengetahuan teknikal yang minimum, seperti doktor dan jururawat.Semak frekuensi pemacu pengimbas, mod bentuk pancaran dan FOV imej secara manual.
Panjang keseluruhan endoskop adalah kira-kira 4m untuk membolehkan laluan penuh instrumen melalui saluran kerja endoskop perubatan standard (1.68m), dengan panjang tambahan untuk kebolehgerakan.Di hujung proksimal endoskop, SMF dan wayar ditamatkan dalam penyambung yang bersambung ke port gentian optik dan berwayar stesen pangkalan.Pemasangan mengandungi laser, unit penapis, penguat voltan tinggi dan pengesan fotomultiplier (PMT).Penguat membekalkan kuasa dan isyarat pemacu kepada pengimbas.Unit penapis optik menggandingkan pengujaan laser ke SMF dan menghantar pendarfluor ke PMT.
Endoskopi diproses semula selepas setiap prosedur klinikal menggunakan proses pensterilan STERRAD dan boleh menahan sehingga 18 kitaran tanpa kegagalan.Untuk penyelesaian OPA, tiada tanda-tanda kerosakan diperhatikan selepas lebih daripada 10 kitaran pembasmian kuman.Keputusan OPA mengatasi prestasi STERRAD, menunjukkan bahawa hayat endoskop boleh dilanjutkan dengan pembasmian kuman peringkat tinggi dan bukannya pensterilan semula.
Resolusi imej ditentukan daripada fungsi penyebaran titik menggunakan manik pendarfluor dengan diameter 0.1 μm.Untuk resolusi sisi dan paksi, lebar penuh pada separuh maksimum (FWHM) 1.1 dan 13.6 µm, masing-masing, diukur (Rajah 2a, b).
Pilihan imej.Resolusi sisi (a) dan paksi (b) optik pemfokusan dicirikan oleh fungsi penyebaran titik (PSF) yang diukur menggunakan mikrosfera pendarfluor dengan diameter 0.1 μm.Lebar penuh yang diukur pada separuh maksimum (FWHM) ialah 1.1 dan 13.6 µm, masing-masing.Inset: Pandangan berkembang mikrosfera tunggal dalam arah melintang (XY) dan paksi (XZ) ditunjukkan.(c) Imej pendarfluor yang diperoleh daripada jalur sasaran standard (USAF 1951) (bujur merah) yang menunjukkan kumpulan 7-6 boleh diselesaikan dengan jelas.(d) Imej mikrosfera pendarfluor berdiameter 10 µm yang tersebar menunjukkan medan pandangan imej 250 µm × 250 µm.PSF dalam (a, b) dibina menggunakan MATLAB R2019a (https://www.mathworks.com/).(c, d) Imej pendarfluor dikumpulkan menggunakan LabVIEW 2021 (https://www.ni.com/).
Imej pendarfluor daripada kanta resolusi standard dengan jelas membezakan set lajur dalam kumpulan 7-6, yang mengekalkan resolusi sisi tinggi (Rajah 2c).Medan pandangan (FOV) 250 µm × 250 µm ditentukan daripada imej manik pendarfluor berdiameter 10 µm yang tersebar pada slip penutup (Rajah 2d).
Kaedah automatik untuk kawalan perolehan PMT dan pembetulan fasa dilaksanakan dalam sistem pengimejan klinikal untuk mengurangkan artifak gerakan daripada endoskop, peristalsis kolon dan pernafasan pesakit.Algoritma pembinaan semula dan pemprosesan imej telah diterangkan sebelum ini14,15.Keuntungan PMT dikawal oleh pengawal kamiran berkadar (PI) untuk mengelakkan ketepuan intensiti16.Sistem membaca keamatan piksel maksimum untuk setiap bingkai, mengira respons berkadar dan kamiran, dan menentukan nilai perolehan PMT untuk memastikan bahawa keamatan piksel berada dalam julat yang dibenarkan.
Semasa pengimejan in vivo, ketidakpadanan fasa antara pergerakan pengimbas dan isyarat kawalan boleh menyebabkan imej kabur.Kesan sedemikian mungkin berlaku disebabkan oleh perubahan suhu peranti di dalam badan manusia.Imej cahaya putih menunjukkan bahawa endoskopi bersentuhan dengan mukosa kolon normal dalam vivo (Rajah 3a).Kekaburan piksel tidak sejajar boleh dilihat dalam imej mentah mukosa kolon normal (Rajah 3b).Selepas rawatan dengan pelarasan fasa dan kontras yang betul, ciri subselular mukosa boleh dibezakan (Rajah 3c).Untuk maklumat tambahan, imej confocal mentah dan imej masa nyata yang diproses ditunjukkan dalam Rajah S1, dan parameter pembinaan semula imej yang digunakan untuk masa nyata dan pemprosesan pasca dibentangkan dalam Jadual S1 dan Jadual S2.
Pemprosesan imej.(a) Imej endoskopik sudut lebar menunjukkan endoskop (E) yang diletakkan bersentuhan dengan mukosa kolon normal (N) untuk mengumpul imej pendarfluor dalam vivo selepas pentadbiran pendarfluor.(b) Bersiar-siar dalam paksi X dan Y semasa pengimbasan boleh menyebabkan piksel tidak sejajar menjadi kabur.Untuk tujuan demonstrasi, anjakan fasa besar digunakan pada imej asal.(c) Selepas pembetulan fasa pasca pemprosesan, butiran mukosa boleh dinilai, termasuk struktur crypt (anak panah), dengan lumen pusat (l) dikelilingi oleh lamina propria (lp).Sel tunggal boleh dibezakan, termasuk kolonosit (c), sel goblet (g), dan sel radang (anak panah).Lihat video tambahan 1. (b, c) Imej yang diproses menggunakan LabVIEW 2021.
Imej pendarfluor confocal telah diperoleh secara in vivo dalam beberapa penyakit kolon untuk menunjukkan kebolehgunaan klinikal instrumen yang luas.Pengimejan sudut lebar pertama kali dilakukan menggunakan cahaya putih untuk mengesan mukosa yang sangat tidak normal.Endoskop kemudiannya dimajukan melalui saluran kerja kolonoskop dan bersentuhan dengan mukosa.
Imej endoskopi medan lebar, endomikroskopi confocal, dan histologi (H&E) ditunjukkan untuk neoplasia kolon, termasuk adenoma tiub dan polip hiperplastik. Imej endoskopi medan lebar, endomikroskopi confocal, dan histologi (H&E) ditunjukkan untuk neoplasia kolon, termasuk adenoma tiub dan polip hiperplastik. Широкопольная эндоскопия, конфокальная эндомикроскопия и гистологические (H&E) изображения показаны для силикочия для силеские тубулярную аденому и гиперпластический полип. Endoskopi kolon, endomikroskopi confocal, dan pengimejan histologi (H&E) ditunjukkan untuk neoplasia kolon, termasuk adenoma tiub dan polip hiperplastik.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、共聚和增生性息肉）的广角内窥镜检查、共聚和增生性息肉）的广角内窥镜检查、共聚和华是织学(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共共共光在微咨在在微微imej 学(H&E). Широкопольная эндоскопия, конфокальная микроэндоскопия и гистологические (H&E) изображения, показывающой чикопия тубулярные аденомы и гиперпластические полипы. Imej endoskopi medan luas, mikroendoskopi confocal dan histologi (H&E) yang menunjukkan tumor kolon, termasuk adenoma tiub dan polip hiperplastik.Adenoma tubular menunjukkan kehilangan seni bina crypt normal, pengurangan saiz sel goblet, herotan lumen crypt, dan penebalan lamina propria (Rajah 4a-c).Polip hiperplastik menunjukkan seni bina stellate crypts, beberapa sel goblet, lumen seperti slit of crypts, dan crypts lamellar yang tidak teratur (Rajah 4d-f).
Imej kulit tebal mukosa dalam vivo. Imej perwakilan endoskopi cahaya putih, endomikroskop konfokal dan histologi (H&E) ditunjukkan untuk (ac) adenoma, (df) polip hiperplastik, (gi) kolitis ulseratif dan (jl) kolitis Crohn. Imej perwakilan endoskopi cahaya putih, endomikroskop konfokal dan histologi (H&E) ditunjukkan untuk (ac) adenoma, (df) polip hiperplastik, (gi) kolitis ulseratif dan (jl) kolitis Crohn. Типичные изображения эндоскопии в белом свете, конфокального эндомикроскопа и гистологии (H&E) показального эндомикроскопа и гистологии (H&E) показано) показаны) да стического полипа, (gi) язвенного колита и (jl) колита Крона. Imej endoskopi cahaya putih biasa, endomicroscope confocal dan histologi (H&E) ditunjukkan untuk (ac) adenoma, (df) polip hiperplastik, (gi) kolitis ulseratif dan (jl) kolitis Crohn.显示了(ac) 腺瘤、(df) 增生性息肉、(gi) 溃疡性结肠炎和(jl) 克罗恩结肠炎的恩结肠炎的性结肠炎和(jl)查、共聚焦内窥镜检查和组织学( H&E) 图像。 Ia menunjukkan(ac) 躰真、(df) 增生性息肉、(gi) 苏盖性红肠炎和(jl) 克罗恩红肠炎的体處莉炎公司内肠肠炎性和电视学( H&E ) gambar. Представлены репрезентативные эндоскопия в белом свете, конфокальная эндоскопия и гистология (ac) аденопрымы, (dоскопия) (gi) язвенного колита и (jl) колита Крона (H&E). Endoskopi cahaya putih yang mewakili, endoskopi confocal, dan histologi (ac) adenoma, (df) poliposis hiperplastik, (gi) kolitis ulseratif, dan (jl) kolitis Crohn (H&E) ditunjukkan.(B) menunjukkan imej confocal yang diperolehi dalam vivo daripada adenoma tiub (TA) menggunakan endoskop (E).Lesi prakanser ini menunjukkan kehilangan seni bina crypt normal (anak panah), herotan lumen crypt (l), dan kesesakan crypt lamina propria (lp).Kolonosit (c), sel goblet (g), dan sel radang (anak panah) juga boleh dikenal pasti.Smt.Video Tambahan 2. (e) menunjukkan imej confocal yang diperoleh daripada polip hiperplastik (HP) dalam vivo.Lesi jinak ini menunjukkan seni bina crypt stellate (anak panah), lumen crypt seperti celah (l), dan lamina propria (lp) yang berbentuk tidak sekata.Kolonosit (c), beberapa sel goblet (g) dan sel radang (anak panah) juga boleh dikenal pasti.Smt.Video Tambahan 3. (h) menunjukkan imej confocal yang diperoleh dalam kolitis ulseratif (UC) dalam vivo.Keadaan keradangan ini menunjukkan seni bina crypt yang herot (anak panah) dan sel goblet yang menonjol (g).Bulu fluorescein (f) tersemperit daripada sel epitelium, mencerminkan peningkatan kebolehtelapan vaskular.Banyak sel radang (anak panah) dilihat dalam lamina propria (lp).Smt.Video Tambahan 4. (k) menunjukkan imej confocal yang diperolehi dalam vivo daripada kawasan kolitis Crohn (CC).Keadaan keradangan ini menunjukkan seni bina crypt yang herot (anak panah) dan sel goblet yang menonjol (g).Bulu fluorescein (f) tersemperit daripada sel epitelium, mencerminkan peningkatan kebolehtelapan vaskular.Banyak sel radang (anak panah) dilihat dalam lamina propria (lp).Smt.Video Tambahan 5. (b, d, h, l) Imej yang diproses menggunakan LabVIEW 2021.
Satu set imej keradangan kolon yang serupa ditunjukkan, termasuk kolitis ulseratif (UC) (Rajah 4g-i) dan kolitis Crohn (Rajah 4j-l).Tindak balas keradangan dianggap dicirikan oleh struktur crypt yang herot dengan sel goblet yang menonjol.Fluorescein diperah keluar dari sel epitelium, mencerminkan peningkatan kebolehtelapan vaskular.Sebilangan besar sel radang boleh dilihat dalam lamina propria.
Kami telah menunjukkan aplikasi klinikal endoskopi laser confocal gandingan gentian fleksibel yang menggunakan pengimbas MEMS kedudukan distal untuk pemerolehan imej in vivo.Pada frekuensi resonans, kadar bingkai sehingga 20 Hz boleh dicapai menggunakan mod imbasan Lissajous berketumpatan tinggi untuk mengurangkan artifak gerakan.Laluan optik dilipat untuk memberikan pengembangan rasuk dan apertur berangka yang mencukupi untuk mencapai resolusi sisi 1.1 µm.Imej pendarfluor kualiti histologi diperolehi semasa kolonoskopi rutin mukosa kolon normal, adenoma tiub, polip hiperplastik, kolitis ulseratif, dan kolitis Crohn.Sel tunggal boleh dikenal pasti, termasuk kolonosit, sel goblet, dan sel radang.Ciri-ciri mukosa seperti struktur crypt, rongga crypt, dan lamina propria boleh dibezakan.Perkakasan ketepatan dimesin mikro untuk memastikan penjajaran tepat bagi komponen optik dan mekanikal individu dalam instrumen berdiameter 2.4mm x 10mm panjang.Reka bentuk optik mengurangkan panjang hujung distal tegar secukupnya untuk membenarkan laluan terus melalui saluran kerja saiz standard (3.2 mm) dalam endoskop perubatan.Oleh itu, tanpa mengira pengeluar, peranti itu boleh digunakan secara meluas oleh doktor di tempat kediaman.Pengujaan dilakukan pada λex = 488 nm untuk merangsang fluorescein, pewarna yang diluluskan FDA, untuk mendapatkan kontras yang tinggi.Instrumen ini diproses semula tanpa masalah selama 18 kitaran menggunakan kaedah pensterilan yang diterima secara klinikal.
Dua reka bentuk instrumen lain telah disahkan secara klinikal.Cellvizio (Mauna Kea Technologies) ialah endoskop laser confocal (pCLE) berasaskan probe yang menggunakan sekumpulan kabel gentian optik koheren berbilang mod untuk mengumpul dan menghantar imej pendarfluor1.Cermin galvo yang terletak di stesen pangkalan melakukan imbasan sisi di hujung proksimal.Bahagian optik dikumpulkan dalam satah mendatar (XY) dengan kedalaman 0 hingga 70 µm.Kit mikroprob boleh didapati daripada 0.91 (jarum 19 G) hingga diameter 5 mm.Resolusi sisi 1 hingga 3.5 µm telah dicapai.Imej dikumpulkan pada kadar bingkai 9 hingga 12 Hz dengan medan pandangan satu dimensi dari 240 hingga 600 µm.Platform ini telah digunakan secara klinikal dalam pelbagai bidang termasuk saluran hempedu, pundi kencing, kolon, esofagus, paru-paru dan pankreas.Optiscan Pty Ltd telah membangunkan endoskop laser confocal (eCLE) berasaskan endoskop dengan enjin pengimbasan yang dibina ke dalam tiub sisipan (hujung distal) endoskop profesional (EC-3870K, Pentax Precision Instruments) 17 .Bahagian optik telah dijalankan menggunakan gentian mod tunggal, dan pengimbasan sisi dilakukan menggunakan mekanisme julur melalui garpu tala resonan.Penggerak Aloi Memori Bentuk (Nitinol) digunakan untuk mencipta anjakan paksi.Jumlah diameter modul confocal ialah 5 mm.Untuk memfokus, kanta GRIN dengan apertur berangka NA = 0.6 digunakan.Imej mendatar diperoleh dengan resolusi sisi dan paksi masing-masing 0.7 dan 7 µm, pada kadar bingkai 0.8–1.6 Hz dan medan pandangan 500 µm × 500 µm.
Kami menunjukkan resolusi subselular dalam pemerolehan pengimejan pendarfluor vivo daripada tubuh manusia melalui endoskop perubatan menggunakan pengimbas MEMS hujung distal.Pendarfluor memberikan kontras imej yang tinggi, dan ligan yang mengikat pada sasaran permukaan sel boleh dilabelkan dengan fluorofor untuk memberikan identiti molekul bagi diagnosis penyakit yang lebih baik18.Teknik optik lain untuk mikroendoskopi in vivo juga sedang dibangunkan. OCT menggunakan panjang koheren pendek daripada sumber cahaya jalur lebar untuk mengumpul imej dalam satah menegak dengan kedalaman >1 mm19. OCT menggunakan panjang koheren pendek daripada sumber cahaya jalur lebar untuk mengumpul imej dalam satah menegak dengan kedalaman >1 mm19. ОКТ использует короткую длину когерентности широкополосного источника света для сбора изображений в вертик 1слок мм19. OCT menggunakan panjang koheren pendek sumber cahaya jalur lebar untuk memperoleh imej dalam satah menegak dengan kedalaman >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 的图像。 ОКТ использует короткую длину когерентности широкополосного источника света для сбора изображений изображений на >9 блумности кости. OCT menggunakan panjang koheren pendek sumber cahaya jalur lebar untuk memperoleh imej >1 mm19 dalam satah menegak.Walau bagaimanapun, pendekatan kontras rendah ini bergantung pada pengumpulan cahaya berselerak belakang dan resolusi imej dihadkan oleh artifak bintik.Endoskopi fotoakustik menjana imej in vivo berdasarkan pengembangan termoelastik pesat dalam tisu selepas penyerapan nadi laser yang menghasilkan gelombang bunyi20. Pendekatan ini telah menunjukkan kedalaman pengimejan> 1 cm dalam kolon manusia dalam vivo untuk memantau terapi. Pendekatan ini telah menunjukkan kedalaman pengimejan> 1 cm dalam kolon manusia dalam vivo untuk memantau terapi. Этот подход продемонстрировал глубину визуализации > 1 см в толстой кишке человека in vivo для мониторинга терапии. Pendekatan ini telah menunjukkan kedalaman pengimejan> 1 cm dalam kolon manusia dalam vivo untuk pemantauan terapi.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 см в толстой кишке человека in vivo для мониторинга тераии. Pendekatan ini telah ditunjukkan pada kedalaman pengimejan> 1 cm dalam kolon manusia dalam vivo untuk memantau terapi.Kontras terutamanya dihasilkan oleh hemoglobin dalam vaskular.Endoskopi multifoton menghasilkan imej pendarfluor kontras tinggi apabila dua atau lebih foton NIR mengenai biomolekul tisu secara serentak21. Pendekatan ini boleh mencapai kedalaman pengimejan >1 mm dengan fototoksisiti rendah. Pendekatan ini boleh mencapai kedalaman pengimejan >1 mm dengan fototoksisiti rendah. Этот подход может обеспечить глубину изображения > 1 мм с низкой фототоксичностью. Pendekatan ini boleh memberikan kedalaman imej > 1 mm dengan fototoksisiti yang rendah.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 мм с низкой фототоксичностью. Pendekatan ini boleh memberikan kedalaman imej > 1 mm dengan fototoksisiti yang rendah.Denyut laser femtosaat berintensiti tinggi diperlukan dan kaedah ini belum terbukti secara klinikal semasa endoskopi.
Dalam prototaip ini, pengimbas hanya melakukan pesongan sisi, jadi bahagian optik berada dalam satah mendatar (XY).Peranti ini mampu beroperasi pada kadar bingkai yang lebih tinggi (20 Hz) daripada cermin galvanik (12 Hz) dalam sistem Cellvizio.Tingkatkan kadar bingkai untuk mengurangkan artifak gerakan dan kurangkan kadar bingkai untuk meningkatkan isyarat.Algoritma berkelajuan tinggi dan automatik diperlukan untuk mengurangkan artifak gerakan besar yang disebabkan oleh gerakan endoskopik, gerakan pernafasan dan motilitas usus.Pengimbas resonans parametrik telah ditunjukkan untuk mencapai anjakan paksi melebihi ratusan mikron22. Imej boleh dikumpulkan dalam satah menegak (XZ), berserenjang dengan permukaan mukosa, untuk memberikan pandangan yang sama seperti histologi (H&E). Imej boleh dikumpulkan dalam satah menegak (XZ), berserenjang dengan permukaan mukosa, untuk memberikan pandangan yang sama seperti histologi (H&E). Изображения могут быть получены в вертикальной плоскости (XZ), перпендикулярной поверхности слизисточ слизисточ оболоч оболоч изображение, как при гистологии (H&E). Imej boleh diambil dalam satah menegak (XZ) berserenjang dengan permukaan mukosa untuk memberikan imej yang sama seperti dalam histologi (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) 盆同。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 слизисточ слизисточ оболоч оболоч изображение, как при гистологическом исследовании (H&E). Imej boleh diambil dalam satah menegak (XZ) berserenjang dengan permukaan mukosa untuk memberikan imej yang sama seperti pemeriksaan histologi (H&E).Pengimbas boleh diletakkan dalam kedudukan pasca objektif di mana pancaran pencahayaan jatuh di sepanjang paksi optik utama untuk mengurangkan kepekaan terhadap penyimpangan8.Isipadu fokus yang hampir terhad difraksi boleh menyimpang ke atas medan pandangan yang besar secara sewenang-wenangnya.Pengimbasan akses rawak boleh dilakukan untuk memesongkan pemantul ke kedudukan yang ditentukan pengguna9.Medan pandangan boleh dikurangkan untuk menyerlahkan kawasan sewenang-wenangnya imej, meningkatkan nisbah isyarat-ke-bunyi, kontras dan kadar bingkai.Pengimbas boleh dihasilkan secara besar-besaran menggunakan proses mudah.Beratus-ratus peranti boleh dibuat pada setiap wafer silikon untuk meningkatkan pengeluaran bagi pengeluaran besar-besaran kos rendah dan pengedaran meluas.
Laluan cahaya yang dilipat mengurangkan saiz hujung distal yang tegar, menjadikannya mudah untuk menggunakan endoskop sebagai aksesori semasa kolonoskopi rutin.Dalam imej pendarfluor yang ditunjukkan, ciri subselular mukosa boleh dilihat membezakan adenoma tiub (precancerous) daripada polip hiperplastik (jinak).Keputusan ini menunjukkan bahawa endoskopi boleh mengurangkan bilangan biopsi yang tidak diperlukan23.Komplikasi am yang berkaitan dengan pembedahan boleh dikurangkan, selang pemantauan boleh dioptimumkan, dan analisis histologi lesi kecil boleh diminimumkan.Kami juga menunjukkan imej dalam vivo pesakit dengan penyakit radang usus, termasuk kolitis ulseratif (UC) dan kolitis Crohn.Kolonoskopi cahaya putih konvensional memberikan pandangan makroskopik permukaan mukosa dengan keupayaan terhad untuk menilai penyembuhan mukosa dengan tepat.Endoskopi boleh digunakan secara in vivo untuk menilai keberkesanan terapi biologi seperti antibodi anti-TNF24.Penilaian in vivo yang tepat juga boleh mengurangkan atau mencegah penyakit berulang dan komplikasi seperti pembedahan dan meningkatkan kualiti hidup.Tiada tindak balas buruk yang serius telah dilaporkan dalam kajian klinikal yang berkaitan dengan penggunaan endoskop yang mengandungi fluorescein dalam vivo25. Kuasa laser pada permukaan mukosa dihadkan kepada <2 mW untuk meminimumkan risiko kecederaan haba dan memenuhi keperluan FDA untuk risiko tidak ketara26 setiap 21 CFR 812. Kuasa laser pada permukaan mukosa dihadkan kepada <2 mW untuk meminimumkan risiko kecederaan haba dan memenuhi keperluan FDA untuk risiko tidak ketara26 setiap 21 CFR 812. Мощность лазера на поверхности слизистой оболочки была ограничена до <2 мВт, чтобы свести к минимуму рисквискостепорт овать требованиям FDA относительно незначительного риска26 согласно 21 CFR 812. Kuasa laser pada permukaan mukosa dihadkan kepada <2 mW untuk meminimumkan risiko kerosakan haba dan memenuhi keperluan FDA untuk risiko yang boleh diabaikan26 di bawah 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，并满足FDA 21 CFR 并满足FDA 21 CFR要求。粘膜表面的激光功率限制在<2 mW Мощность лазера на поверхности слизистой оболочки была ограничена до <2 мВт, чтобы свести к минимуму рисквискостепорт овать требованиям FDA 21 CFR 812 относительно незначительного риска26. Kuasa laser pada permukaan mukosa dihadkan kepada <2 mW untuk meminimumkan risiko kerosakan haba dan memenuhi keperluan FDA 21 CFR 812 untuk risiko yang boleh diabaikan26.
Reka bentuk instrumen boleh diubah suai untuk meningkatkan kualiti imej.Optik khas tersedia untuk mengurangkan penyimpangan sfera, meningkatkan resolusi imej dan meningkatkan jarak kerja.SIL boleh ditala untuk lebih sepadan dengan indeks biasan tisu (~1.4) untuk menambah baik gandingan cahaya.Kekerapan pemacu boleh dilaraskan untuk meningkatkan sudut sisi pengimbas dan meluaskan medan pandangan imej.Anda boleh menggunakan kaedah automatik untuk mengalih keluar bingkai imej dengan pergerakan yang ketara untuk mengurangkan kesan ini.Tatasusunan gerbang boleh diprogramkan medan (FPGA) dengan pemerolehan data berkelajuan tinggi akan digunakan untuk menyediakan pembetulan bingkai penuh masa nyata berprestasi tinggi.Untuk utiliti klinikal yang lebih besar, kaedah automatik mesti membetulkan anjakan fasa dan artifak gerakan untuk tafsiran imej masa nyata.Pengimbas resonans parametrik 3 paksi monolitik boleh dilaksanakan untuk memperkenalkan pengimbasan paksi 22 . Peranti ini telah dibangunkan untuk mencapai anjakan menegak yang tidak pernah berlaku sebelum ini >400 µm dengan menala frekuensi pemacu dalam rejim yang mempunyai ciri-ciri dinamik pelembut/pengerasan campuran27. Peranti ini telah dibangunkan untuk mencapai anjakan menegak yang tidak pernah berlaku sebelum ini >400 µm dengan menala frekuensi pemacu dalam rejim yang mempunyai ciri-ciri dinamik pelembut/pengerasan campuran27. Эти устройства были разработаны для достижения беспрецедентного вертикального смещения > 400 мкм путем путем настойзоки чар оторый характеризуется смешанной динамикой смягчения/жесткости27. Peranti ini telah direka bentuk untuk mencapai anjakan menegak yang belum pernah berlaku sebelum ini iaitu >400 µm dengan menetapkan frekuensi pemacu dalam mod yang dicirikan oleh dinamik lembut/keras campuran27.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调整驱动有混合软化/硬化动力学的状态下调整驱动有物>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 学 状态 下 颎态的> 400 µm 的 垂直 位移 27。 Эти устройства были разработаны для достижения беспрецедентных вертикальных смещений >400 мкм путем путем настройки частройки частомтат шанной кинетикой размягчения/затвердевания27. Peranti ini telah direka bentuk untuk mencapai anjakan menegak yang tidak pernah berlaku sebelum ini >400 µm dengan melaraskan frekuensi pencetus dalam mod kinetik pelembut/pengerasan campuran27.Pada masa hadapan, pengimejan melintang menegak boleh membantu dalam peringkat kanser awal (T1a).Litar pengesan kapasitif boleh dilaksanakan untuk mengesan pergerakan pengimbas dan membetulkan anjakan fasa 28 .Penentukuran fasa automatik menggunakan litar penderia boleh menggantikan penentukuran instrumen manual sebelum digunakan.Kebolehpercayaan instrumen boleh dipertingkatkan dengan menggunakan teknik pengedap instrumen yang lebih dipercayai untuk meningkatkan bilangan kitaran pemprosesan.Teknologi MEMS menjanjikan untuk mempercepatkan penggunaan endoskop untuk menggambarkan epitelium organ berongga, mendiagnosis penyakit, dan memantau rawatan dengan cara invasif minimum.Dengan perkembangan selanjutnya, modaliti pengimejan baharu ini boleh menjadi penyelesaian kos rendah untuk digunakan sebagai tambahan kepada endoskop perubatan untuk pemeriksaan histologi segera dan akhirnya boleh menggantikan analisis patologi tradisional.
Simulasi pengesanan sinar telah dilakukan menggunakan perisian reka bentuk optik ZEMAX (versi 2013) untuk menentukan parameter optik pemfokusan.Kriteria reka bentuk termasuk resolusi paksi hampir-difraksi, jarak kerja = 0 µm, dan medan pandangan (FOV) lebih besar daripada 250 × 250 µm2.Untuk pengujaan pada panjang gelombang λex = 488 nm, gentian mod tunggal (SMF) telah digunakan.Berganda akromatik digunakan untuk mengurangkan varians pengumpulan pendarfluor (Rajah 5a).Rasuk melalui SMF dengan diameter medan mod 3.5 μm dan tanpa pemotongan melalui pusat reflektor dengan diameter apertur 50 μm.Gunakan kanta rendaman keras (hemisfera) dengan indeks biasan tinggi (n = 2.03) untuk meminimumkan penyimpangan sfera rasuk kejadian dan memastikan sentuhan penuh dengan permukaan mukosa.Optik pemfokusan memberikan jumlah NA = 0.41, di mana NA = nsinα, n ialah indeks biasan tisu, α ialah sudut penumpuan rasuk maksimum.Resolusi sisi dan paksi terhad difraksi ialah 0.44 dan 6.65 µm, masing-masing, menggunakan NA = 0.41, λ = 488 nm, dan n = 1.3313.Hanya kanta yang tersedia secara komersial dengan diameter luar (OD) ≤ 2 mm telah dipertimbangkan.Laluan optik dilipat, dan rasuk yang meninggalkan SMF melalui apertur tengah pengimbas dan dipantulkan kembali oleh cermin tetap (diameter 0.29 mm).Konfigurasi ini memendekkan panjang hujung distal yang tegar untuk memudahkan laluan hadapan endoskop melalui saluran kerja standard (diameter 3.2 mm) endoskop perubatan.Ciri ini memudahkan untuk digunakan sebagai aksesori semasa endoskopi rutin.
Panduan cahaya dilipat dan pembungkusan endoskop.(a) Pancaran pengujaan keluar dari OBC dan melalui apertur tengah pengimbas.Rasuk dibesarkan dan dipantulkan dari cermin bulat tetap kembali ke dalam pengimbas untuk pesongan sisi.Optik pemfokusan terdiri daripada sepasang kanta doublet akromatik dan kanta rendaman pepejal (hemisfera) yang memberikan sentuhan dengan permukaan mukosa.ZEMAX 2013 (https://www.zemax.com/) untuk reka bentuk optik dan simulasi pengesanan sinar.(b) Menunjukkan lokasi pelbagai komponen instrumen, termasuk gentian mod tunggal (SMF), pengimbas, cermin, dan kanta.Solidworks 2016 (https://www.solidworks.com/) telah digunakan untuk pemodelan 3D pembungkusan endoskop.
SMF (#460HP, Thorlabs) dengan diameter medan mod 3.5 µm pada panjang gelombang 488 nm telah digunakan sebagai "lubang" untuk penapisan ruang bagi cahaya tidak fokus (Rajah 5b).SMF disertakan dalam tiub polimer fleksibel (#Pebax 72D, Nordson MEDICAL).Panjang kira-kira 4 meter digunakan untuk memastikan jarak yang mencukupi antara pesakit dan sistem pengimejan.Sepasang kanta doublet akromatik bersalut MgF2 2 mm (#65568, #65567, Edmund Optics) dan kanta hemisfera tidak bersalut 2 mm (#90858, Edmund Optics) telah digunakan untuk memfokuskan rasuk dan mengumpul pendarfluor.Masukkan tiub hujung keluli tahan karat (4 mm panjang, 2.0 mm OD, 1.6 mm ID) di antara resin dan tiub luar untuk mengasingkan getaran pengimbas.Gunakan pelekat perubatan untuk melindungi instrumen daripada cecair badan dan prosedur pengendalian.Gunakan tiub pengecutan haba untuk melindungi penyambung.
Pengimbas padat dibuat berdasarkan prinsip resonans parametrik.Goreskan apertur 50 µm di tengah pemantul untuk menghantar pancaran pengujaan.Menggunakan satu set pemacu dipacu sikat kuadratur, rasuk yang dikembangkan dipesongkan secara melintang dalam arah ortogon (satah XY) dalam mod Lissajous.Papan pemerolehan data (#DAQ PCI-6115, NI) digunakan untuk menjana isyarat analog untuk mengawal pengimbas.Kuasa disediakan oleh penguat voltan tinggi (#PDm200, PiezoDrive) melalui wayar nipis (#B4421241, MWS Wire Industries).Buat pendawaian pada angker elektrod.Pengimbas beroperasi pada frekuensi hampir 15 kHz (paksi cepat) dan 4 kHz (paksi perlahan) untuk mencapai FOV sehingga 250 µm × 250 µm.Video boleh dirakam pada kadar bingkai 10, 16 atau 20 Hz.Kadar bingkai ini digunakan untuk memadankan kadar pengulangan corak imbasan Lissajous, yang bergantung pada nilai frekuensi pengujaan X dan Y pengimbas29.Butiran pertukaran antara kadar bingkai, resolusi piksel dan ketumpatan corak imbasan dibentangkan dalam kerja kami sebelum ini14.
Laser keadaan pepejal (#OBIS 488 LS, koheren) memberikan λex = 488 nm untuk merangsang fluorescein untuk kontras imej (Rajah 6a).Kuncir optik disambungkan kepada unit penapis melalui penyambung FC/APC (kehilangan 1.82 dB) (Gamb. 6b).Rasuk dipesongkan oleh cermin dichroic (#WDM-12P-111-488/500:600, Oz Optics) dalam SMF melalui penyambung FC/APC lain.Selaras dengan 21 CFR 812, kuasa kejadian kepada tisu dihadkan kepada maksimum 2 mW untuk memenuhi keperluan FDA untuk risiko yang boleh diabaikan.Pendarfluor disalurkan melalui cermin dichroic dan penapis penghantaran panjang (#BLP01-488R, Semrock).Pendarfluor telah dihantar ke pengesan tiub fotomultiplier (PMT) (#H7422-40, Hamamatsu) melalui penyambung FC/PC menggunakan gentian berbilang mod panjang ~1 m dengan diameter teras 50 µm.Isyarat pendarfluor telah dikuatkan dengan penguat arus berkelajuan tinggi (#59-179, Edmund Optics).Perisian khas (LabVIEW 2021, NI) telah dibangunkan untuk pemerolehan data masa nyata dan pemprosesan imej.Tetapan kuasa laser dan perolehan PMT ditentukan oleh mikropengawal (#Arduino UNO, Arduino) menggunakan papan litar bercetak khas.SMF dan wayar ditamatkan dalam penyambung dan bersambung ke port gentian optik (F) dan berwayar (W) pada stesen pangkalan (Rajah 6c).Sistem pengimejan terkandung pada troli mudah alih (Rajah 6d). Transformer pengasingan digunakan untuk mengehadkan arus bocor kepada <500 μA. Transformer pengasingan digunakan untuk mengehadkan arus bocor kepada <500 μA. Для ограничения тока утечки до <500 мкА использовался изолирующий трансформатор. Transformer pengasingan digunakan untuk mengehadkan arus bocor kepada <500 μA.使用隔离变压器将泄漏电流限制在<500 μA。 <500 μA。 Используйте изолирующий трансформатор, чтобы ограничить ток утечки до <500 мкА. Gunakan pengubah pengasingan untuk mengehadkan arus bocor kepada <500µA.
sistem visualisasi.(a) PMT, laser dan penguat berada di stesen pangkalan.(b) Dalam bank penapis, laser (biru) memandu melalui kabel gentian optik melalui penyambung FC/APC.Rasuk dipesongkan oleh cermin dichroic (DM) ke dalam gentian mod tunggal (SMF) melalui penyambung FC/APC kedua.Pendarfluor (hijau) bergerak melalui DM dan penapis long pass (LPF) ke PMT melalui gentian berbilang mod (MMF).(c) Hujung proksimal endoskop disambungkan ke port gentian optik (F) dan berwayar (W) stesen pangkalan.(d) Endoskop, monitor, stesen pangkalan, komputer, dan pengubah pengasingan pada troli mudah alih.(a, c) Solidworks 2016 telah digunakan untuk pemodelan 3D sistem pengimejan dan komponen endoskop.
Resolusi sisi dan paksi optik pemfokusan diukur daripada fungsi penyebaran titik mikrosfera pendarfluor (#F8803, Thermo Fisher Scientific) berdiameter 0.1 µm.Kumpulkan imej dengan menterjemahkan mikrosfera secara mendatar dan menegak dalam langkah 1 µm menggunakan peringkat linear (# M-562-XYZ, DM-13, Newport).Tindanan imej menggunakan ImageJ2 untuk memperoleh imej keratan rentas mikrosfera.
Perisian khas (LabVIEW 2021, NI) telah dibangunkan untuk pemerolehan data masa nyata dan pemprosesan imej.Pada rajah.7 menunjukkan gambaran keseluruhan rutin yang digunakan untuk mengendalikan sistem.Antara muka pengguna terdiri daripada pemerolehan data (DAQ), panel utama dan panel pengawal.Panel pengumpulan data berinteraksi dengan panel utama untuk mengumpul dan menyimpan data mentah, menyediakan input untuk tetapan pengumpulan data tersuai dan mengurus tetapan pemacu pengimbas.Panel utama membolehkan pengguna memilih konfigurasi yang diingini untuk menggunakan endoskop, termasuk isyarat kawalan pengimbas, kadar bingkai video dan parameter pemerolehan.Panel ini juga membolehkan pengguna memaparkan dan mengawal kecerahan dan kontras imej.Menggunakan data mentah sebagai input, algoritma mengira tetapan keuntungan optimum untuk PMT dan melaraskan parameter ini secara automatik menggunakan sistem kawalan maklum balas berkadar-integral (PI)16.Papan pengawal berinteraksi dengan papan utama dan papan pemerolehan data untuk mengawal kuasa laser dan keuntungan PMT.
Seni bina perisian sistem.Antara muka pengguna terdiri daripada modul (1) pemerolehan data (DAQ), (2) panel utama dan (3) panel pengawal.Program ini berjalan serentak dan berkomunikasi antara satu sama lain melalui baris gilir mesej.Kuncinya ialah MEMS: Sistem Mikroelektromekanikal, TDMS: Aliran Kawalan Data Teknikal, PI: Kamiran Berkadar, PMT: Photomultiplier.Fail imej dan video disimpan dalam format BMP dan AVI, masing-masing.
Algoritma pembetulan fasa digunakan untuk mengira serakan keamatan piksel imej pada nilai fasa yang berbeza untuk menentukan nilai maksimum yang digunakan untuk menajamkan imej.Untuk pembetulan masa nyata, julat imbasan fasa ialah ±2.86° dengan langkah yang agak besar 0.286° untuk mengurangkan masa pengiraan.Selain itu, menggunakan bahagian imej dengan sampel yang lebih sedikit mengurangkan lagi masa pengiraan bingkai imej daripada 7.5 saat (1 Msample) kepada 1.88 saat (250 Ksample) pada 10 Hz.Parameter input ini dipilih untuk memberikan kualiti imej yang mencukupi dengan kependaman minimum semasa pengimejan dalam vivo.Imej dan video langsung dirakam dalam format BMP dan AVI, masing-masing.Data mentah disimpan dalam Format Aliran Pengurusan Data Teknikal (TMDS).
Pasca pemprosesan imej in vivo untuk penambahbaikan kualiti dengan LabVIEW 2021. Ketepatan adalah terhad apabila menggunakan algoritma pembetulan fasa semasa pengimejan in vivo kerana masa pengiraan yang lama diperlukan.Hanya kawasan imej terhad dan nombor sampel digunakan.Selain itu, algoritma tidak berfungsi dengan baik untuk imej dengan artifak gerakan atau kontras rendah dan membawa kepada ralat pengiraan fasa30.Bingkai individu dengan kontras tinggi dan tiada artifak gerakan dipilih secara manual untuk penalaan halus fasa dengan julat imbasan fasa ±0.75° dalam 0.01° langkah.Seluruh kawasan imej telah digunakan (cth, 1 Msampel imej yang dirakam pada 10 Hz).Jadual S2 memperincikan parameter imej yang digunakan untuk masa nyata dan pemprosesan pasca.Selepas pembetulan fasa, penapis median digunakan untuk mengurangkan lagi hingar imej.Kecerahan dan kontras dipertingkatkan lagi dengan regangan histogram dan pembetulan gamma31.
Ujian klinikal telah diluluskan oleh Lembaga Kajian Institusi Perubatan Michigan dan telah dijalankan di Jabatan Prosedur Perubatan.Kajian ini didaftarkan dalam talian dengan ClinicalTrials.gov (NCT03220711, tarikh pendaftaran: 07/18/2017).Kriteria kemasukan termasuk pesakit (berumur 18 hingga 100 tahun) dengan kolonoskopi elektif yang dirancang sebelum ini, peningkatan risiko kanser kolorektal dan sejarah penyakit radang usus.Persetujuan termaklum diperoleh daripada setiap subjek yang bersetuju untuk mengambil bahagian.Kriteria pengecualian adalah pesakit yang hamil, mempunyai hipersensitiviti yang diketahui terhadap fluorescein, atau sedang menjalani kemoterapi aktif atau terapi sinaran.Kajian ini termasuk pesakit berturut-turut yang dijadualkan untuk kolonoskopi rutin dan mewakili populasi Pusat Perubatan Michigan.Kajian ini dijalankan mengikut Deklarasi Helsinki.
Sebelum pembedahan, kalibrasi endoskop menggunakan manik pendarfluor 10 µm (#F8836, Thermo Fisher Scientific) yang dipasang dalam acuan silikon.Pengedap silikon lut sinar (#RTV108, Momentif) dituangkan ke dalam acuan plastik 8 cm3 bercetak 3D.Titiskan manik pendarfluor air di atas silikon dan biarkan sehingga medium air kering.
Seluruh kolon diperiksa menggunakan kolonoskop perubatan standard (Olympus, CF-HQ190L) dengan pencahayaan cahaya putih.Selepas ahli endoskopi menentukan kawasan penyakit yang didakwa, kawasan itu dibasuh dengan 5-10 ml asid asetik 5%, dan kemudian dengan air steril untuk mengeluarkan lendir dan serpihan.Dos 5 ml 5 mg/ml fluorescein (Alcon, Fluorescite) disuntik secara intravena atau disembur secara topikal ke mukosa menggunakan kanula standard (M00530860, Boston Scientific) yang disalurkan melalui saluran kerja.
Gunakan pengairan untuk menyiram lebihan pewarna atau serpihan dari permukaan mukosa.Tanggalkan kateter nebulizing dan lepaskan endoskop melalui saluran kerja untuk mendapatkan imej ante-mortem.Gunakan panduan endoskopik medan lebar untuk meletakkan hujung distal di kawasan sasaran. Jumlah masa yang digunakan untuk mengumpul imej confocal ialah <10 min. Jumlah masa yang digunakan untuk mengumpul imej confocal ialah <10 min. Общее время, затраченное на сбор конфокальных изображений, составило <10 мин. Jumlah masa yang diambil untuk mengumpul imej confocal ialah <10 min.Jumlah masa pemerolehan untuk imej confocal adalah kurang daripada 10 minit.Video cahaya putih endoskopik telah diproses menggunakan sistem pengimejan Olympus EVIS EXERA III (CLV-190) dan dirakam menggunakan perakam video Elgato HD.Gunakan LabVIEW 2021 untuk merakam dan menyimpan video endoskopi.Selepas pengimejan selesai, endoskop dikeluarkan dan tisu yang akan divisualkan dipotong menggunakan forsep biopsi atau jerat. Tisu telah diproses untuk histologi rutin (H&E), dan dinilai oleh pakar patologi GI (HDA). Tisu telah diproses untuk histologi rutin (H&E), dan dinilai oleh pakar patologi GI (HDA). Ткани были обработаны для обычной гистологии (H&E) dan оценены экспертом-патологом желудочно-кишечного (HD тракта). Tisu diproses untuk histologi rutin (H&E) dan dinilai oleh pakar patologi gastrousus (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) dan оценены экспертом-патологом желудочно-кишечного (HD тракта). Tisu diproses untuk histologi rutin (H&E) dan dinilai oleh pakar patologi gastrousus (HDA).Sifat spektrum fluorescein telah disahkan menggunakan spektrometer (USB2000+, Optik Lautan) seperti yang ditunjukkan dalam Rajah S2.
Endoskop disterilkan selepas setiap penggunaan oleh manusia (Rajah 8).Prosedur pembersihan dilakukan di bawah arahan dan kelulusan Jabatan Kawalan Jangkitan dan Epidemiologi Pusat Perubatan Michigan dan Unit Pemprosesan Steril Pusat. Sebelum kajian, instrumen telah diuji dan disahkan untuk pensterilan oleh Advanced Sterilization Products (ASP, Johnson & Johnson), sebuah entiti komersial yang menyediakan perkhidmatan pensterilan pencegahan dan pensterilan. Sebelum kajian, instrumen telah diuji dan disahkan untuk pensterilan oleh Advanced Sterilization Products (ASP, Johnson & Johnson), sebuah entiti komersial yang menyediakan perkhidmatan pensterilan pencegahan dan pensterilan. Перед исследованием инструменты были протестированы и одобрены для стерилизациреи компанией Advanced Sterilization Products (ASP, Johnson & Johnson), комголостизачерский ющей услуги по профилактике инфекций и проверке стерилизации. Sebelum kajian, instrumen telah diuji dan diluluskan untuk pensterilan oleh Advanced Sterilization Products (ASP, Johnson & Johnson), sebuah organisasi komersial yang menyediakan perkhidmatan pengesahan pensterilan dan pencegahan jangkitan. Перед исследованием инструменты были стерилизованы и проверены Advanced Sterilization Products (ASP, Johnson & Johnson), коммерческой организацией лактике инфекций dan проверке стерилизации. Instrumen telah disterilkan dan diperiksa sebelum dikaji oleh Advanced Sterilization Products (ASP, Johnson & Johnson), sebuah organisasi komersial yang menyediakan perkhidmatan pengesahan pensterilan dan pencegahan jangkitan.
Kitar semula alatan.(a) Endoskop diletakkan di dalam dulang selepas setiap pensterilan menggunakan proses pemprosesan STERRAD.(b) SMF dan wayar masing-masing ditamatkan dengan gentian optik dan penyambung elektrik, yang ditutup sebelum diproses semula.
Bersihkan endoskop dengan melakukan perkara berikut: (1) lap endoskop dengan kain bebas lin yang direndam dalam pembersih enzim dari proksimal ke distal;(2) Rendam instrumen dalam larutan detergen enzimatik selama 3 minit dengan air.kain tidak berbulu.Penyambung elektrik dan gentian optik dilindungi dan dikeluarkan daripada larutan;(3) Endoskop dibalut dan diletakkan di dalam dulang instrumen untuk pensterilan menggunakan STERRAD 100NX, plasma gas hidrogen peroksida.suhu yang agak rendah dan persekitaran kelembapan yang rendah.
Set data yang digunakan dan/atau dianalisis dalam kajian semasa tersedia daripada pengarang masing-masing atas permintaan yang munasabah.
Pilonis, ND, Januszewicz, W. & di Pietro, M. Endomikroskopi laser konfokal dalam endoskopi gastro-usus: Aspek teknikal dan aplikasi klinikal. Pilonis, ND, Januszewicz, W. & di Pietro, M. Endomikroskopi laser konfokal dalam endoskopi gastro-usus: Aspek teknikal dan aplikasi klinikal.Pilonis, ND, Januszewicz, V. i di Pietro, M. Endomikroskopi laser Confocal dalam endoskopi gastrousus: aspek teknikal dan aplikasi klinikal. Pilonis, ND, Januszewicz, W. & di Pietro, M. 胃肠内窥镜检查中的共聚焦激光内窥镜检查：技术方镜检查中的共聚焦激光内窥镜检查：技术方面和中。 Pilonis, ND, Januszewicz, W. & di Pietro, M. 共载肠分别在在在共公司设计在在机机：Aspek teknikal dan aplikasi klinikal.Pilonis, ND, Januszewicz, V. i di Pietro, M. Endoskopi laser Confocal dalam endoskopi gastrousus: aspek teknikal dan aplikasi klinikal.terjemahan heparin gastrousus.7, 7 (2022).
Al-Mansour, MR et al.Analisis Keselamatan dan Keberkesanan SAGES TAVAC Confocal Laser Endomicroscopy.Operasi.Endoskopi 35, 2091–2103 (2021).
Fugazza, A. et al.Endoskopi laser confocal dalam penyakit gastrousus dan pancreatobiliary: kajian sistematik dan meta-analisis.Sains Bioperubatan.tangki simpanan.dalaman 2016, 4638683 (2016).