Dėkojame, kad apsilankėte Nature.com.Naudojate naršyklės versiją su ribotu CSS palaikymu.Norėdami gauti geriausią patirtį, rekomenduojame naudoti atnaujintą naršyklę (arba išjungti suderinamumo režimą „Internet Explorer“).Be to, norėdami užtikrinti nuolatinį palaikymą, svetainę rodome be stilių ir JavaScript.
Vienu metu rodoma trijų skaidrių karuselė.Naudokite mygtukus Ankstesnis ir Kitas, kad vienu metu pereitumėte per tris skaidres, arba naudokite slankiklio mygtukus, esančius pabaigoje, norėdami pereiti per tris skaidres vienu metu.
Konfokalinė lazerinė endoskopija yra naujas realaus laiko optinės biopsijos metodas.Iš tuščiavidurių organų epitelio galima akimirksniu gauti histologinės kokybės fluorescencinius vaizdus.Šiuo metu skenavimas atliekamas proksimaliai naudojant zondo pagrindu veikiančius instrumentus, kurie dažniausiai naudojami klinikinėje praktikoje, o fokusavimo valdymas yra ribotas.Mes demonstruojame parametrinio rezonansinio skaitytuvo, sumontuoto endoskopo distaliniame gale, naudojimą greitam šoniniam nukreipimui atlikti.Atšvaito centre buvo išgraviruota skylė šviesos keliui suvynioti.Dėl šios konstrukcijos instrumento dydis sumažinamas iki 2,4 mm skersmens ir 10 mm ilgio, todėl jis gali būti perduodamas į priekį per standartinių medicininių endoskopų darbo kanalą.Kompaktiškas objektyvas užtikrina atitinkamai 1,1 ir 13,6 µm šoninę ir ašinę skiriamąją gebą.0 µm darbinis atstumas ir 250 µm × 250 µm matymo laukas pasiekiamas esant iki 20 Hz kadrų dažniui.Sužadinimas ties 488 nm sužadina fluoresceiną, FDA patvirtintą dažą, užtikrinantį didelį audinių kontrastą.Endoskopai buvo pakartotinai apdoroti 18 ciklų be gedimų, naudojant kliniškai patvirtintus sterilizavimo metodus.Fluorescenciniai vaizdai buvo gauti iš normalios storosios žarnos gleivinės, kanalėlių adenomų, hiperplastinių polipų, opinio kolito ir Krono kolito įprastinės kolonoskopijos metu.Galima identifikuoti pavienes ląsteles, įskaitant kolonocitus, taurines ląsteles ir uždegimines ląsteles.Galima išskirti tokias gleivinės ypatybes kaip kriptos struktūros, kriptos ertmės ir lamina propria.Prietaisas gali būti naudojamas kaip priedas prie įprastinės endoskopijos.
Konfokalinė lazerinė endoskopija yra naujas vaizdo gavimo būdas, kuriamas klinikiniam naudojimui kaip priedas prie įprastinės endoskopijos1,2,3.Šie lankstūs, prie šviesolaidžio prijungti instrumentai gali būti naudojami aptikti ligas epitelio ląstelėse, kurios iškloja tuščiavidurius organus, pvz., storąją žarną.Šis plonas audinio sluoksnis yra labai metaboliškai aktyvus ir yra daugelio ligų procesų, tokių kaip vėžys, infekcija ir uždegimas, šaltinis.Endoskopija gali pasiekti tarpląstelinę skiriamąją gebą, realiuoju laiku pateikiant beveik histologinės kokybės in vivo vaizdus, ​​​​kad gydytojai galėtų priimti klinikinius sprendimus.Fizinė audinių biopsija kelia kraujavimo ir perforacijos riziką.Dažnai paimama per daug arba per mažai biopsijos mėginių.Kiekvienas pašalintas mėginys padidina operacijos išlaidas.Patologas užtrunka keletą dienų, kol mėginį įvertina.Patologijos rezultatų laukimo dienomis pacientai dažnai patiria nerimą.Priešingai, kitiems klinikinio vaizdo gavimo metodams, tokiems kaip MRT, KT, PET, SPECT ir ultragarsas, trūksta erdvinės skiriamosios gebos ir laiko greičio, reikalingo epitelio procesams vizualizuoti in vivo realiu laiku, tarpląsteline skiriamąja geba.
Šiuo metu klinikose „optinei biopsijai“ atlikti dažniausiai naudojamas zondu pagrįstas instrumentas (Cellvizio).Dizainas pagrįstas erdviniu vientisu optinio pluošto pluoštu4, kuris renka ir perduoda fluorescencinius vaizdus.Vieno pluošto šerdis veikia kaip „skylė“, kuri erdviai filtruoja nefokusuotą šviesą, kad būtų užtikrinta tarpląstelinė skiriamoji geba.Nuskaitymas atliekamas proksimaliai naudojant didelį, tūrinį galvanometrą.Ši nuostata riboja fokusavimo valdymo įrankio galimybes.Norint tinkamai nustatyti ankstyvą epitelio karcinomą, reikia vizualizuoti po audinio paviršiumi, kad būtų galima įvertinti invaziją ir nustatyti tinkamą gydymą.Fluoresceinas, FDA patvirtintas kontrastinis agentas, švirkščiamas į veną, siekiant pabrėžti struktūrines epitelio ypatybes. Šie endomikroskopai yra <2,4 mm skersmens ir gali būti lengvai perduodami į priekį per standartinių medicininių endoskopų biopsijos kanalą. Šie endomikroskopai yra <2,4 mm skersmens ir gali būti lengvai perduodami į priekį per standartinių medicininių endoskopų biopsijos kanalą. Эти эндомикроскопы имеют размеры <2,4 мм в диаметре и могут быть легко проведены через биопсийтный ка эндоскопов. Šie endomikroskopai yra <2,4 mm skersmens ir gali būti lengvai perduodami per standartinių medicininių endoskopų biopsijos kanalą.Šie boreskopai yra mažesnio nei 2,4 mm skersmens ir lengvai praeina per standartinių medicininių boreskopų biopsijos kanalą.Šis lankstumas leidžia pritaikyti įvairiems klinikiniams tikslams ir yra nepriklausomas nuo endoskopų gamintojų.Naudojant šį vaizdo gavimo įrenginį buvo atlikta daugybė klinikinių tyrimų, įskaitant ankstyvą stemplės, skrandžio, gaubtinės žarnos ir burnos ertmės vėžio nustatymą.Sukurti vaizdo gavimo protokolai ir nustatytas procedūros saugumas.
Mikroelektromechaninės sistemos (MEMS) yra galinga technologija, skirta projektuoti ir gaminti mažyčius nuskaitymo mechanizmus, naudojamus endoskopų distaliniame gale.Ši padėtis (lyginant su proksimaline) suteikia daugiau lankstumo valdant fokusavimo padėtį5,6.Be šoninio nukreipimo, distalinis mechanizmas taip pat gali atlikti ašinius, post-objektyvinius ir atsitiktinės prieigos nuskaitymus.Šios galimybės leidžia atlikti išsamesnį epitelio ląstelių apklausą, įskaitant vertikalaus skerspjūvio vaizdavimą7, didelio matymo lauko (FOV)8 nuskaitymą be aberacijų ir geresnį našumą vartotojo apibrėžtuose subregionuose9.MEMS išsprendžia rimtą nuskaitymo variklio supakavimo problemą, kai yra ribota vieta tolimajame instrumento gale.Palyginti su didelių gabaritų galvanometrais, MEMS užtikrina puikų našumą esant mažam dydžiui, dideliu greičiu ir mažomis energijos sąnaudomis.Paprastas gamybos procesas gali būti padidintas iki masinės gamybos mažomis sąnaudomis.Apie daugelį MEMS dizainų buvo pranešta anksčiau 10, 11, 12.Nė viena iš technologijų dar nebuvo pakankamai išvystyta, kad būtų galima plačiai klinikiniu būdu naudoti realaus laiko in vivo vaizdavimą per medicininio endoskopo darbo kanalą.Čia mes siekiame parodyti MEMS skaitytuvo naudojimą endoskopo distaliniame gale, norint gauti in vivo žmogaus vaizdą įprastinės klinikinės endoskopijos metu.
Šviesolaidinis instrumentas buvo sukurtas naudojant MEMS skaitytuvą distaliniame gale, kad būtų galima surinkti realiu laiku in vivo fluorescencinius vaizdus su panašiomis histologinėmis savybėmis.Vienmodis pluoštas (SMF) yra įdėtas į lankstų polimerinį vamzdelį ir sužadinamas esant λex = 488 nm.Ši konfigūracija sutrumpina distalinio galiuko ilgį ir leidžia jį perduoti į priekį per standartinių medicininių endoskopų darbo kanalą.Antgaliu centruokite optiką.Šie lęšiai sukurti taip, kad pasiektų beveik difrakcinę ašinę skiriamąją gebą, kai skaitmeninė diafragma (NA) = 0,41 ir darbinis atstumas = 0 µm13.Pagamintos tikslios tarpinės, skirtos tiksliai sulygiuoti optiką 14. Skaitytuvas supakuotas į endoskopą su standžiu distaliniu antgaliu, kurio skersmuo yra 2,4 mm ir ilgis 10 mm (1a pav.).Šie matmenys leidžia jį naudoti klinikinėje praktikoje kaip priedą endoskopijos metu (1b pav.).Didžiausia lazerio, patenkančio į audinį, galia buvo 2 mW.
Konfokalinė lazerinė endoskopija (CLE) ir MEMS skaitytuvai.Nuotraukoje pavaizduota (a) supakuota priemonė, kurios matmenys yra 2,4 mm skersmens ir 10 mm ilgio, ir (b) tiesus praėjimas per standartinio medicininio endoskopo (Olympus CF-HQ190L) darbinį kanalą.c) Skaitytuvo vaizdas iš priekio, kuriame rodomas atšvaitas, kurio centrinė apertūra yra 50 µm, per kurią praeina sužadinimo spindulys.Skaitytuvas sumontuotas ant kardaninio veleno, varomo kvadratinių šukų pavarų rinkiniu.Prietaiso rezonansinis dažnis nustatomas pagal sukimo spyruoklės dydį.d) Skaitytuvo vaizdas iš šono, kuriame parodytas skaitytuvas, sumontuotas ant stovo su laidais, prijungtais prie elektrodų inkarų, kurie suteikia pavaros ir maitinimo signalų prijungimo taškus.
Nuskaitymo mechanizmą sudaro ant kardano pritvirtintas reflektorius, varomas šukomis varomų kvadratinių pavarų rinkiniu, kad būtų nukreiptas pluoštas į šoną (XY plokštuma) Lissajous modeliu (1c pav.).Centre buvo išgraviruota 50 µm skersmens skylė, per kurią praėjo sužadinimo spindulys.Skaitytuvas varomas konstrukcijos rezonansiniu dažniu, kurį galima sureguliuoti keičiant sukimo spyruoklės matmenis.Prietaiso periferijoje buvo išgraviruoti elektrodų inkarai, kad būtų galima prijungti maitinimo ir valdymo signalus (1d pav.).
Vaizdo gavimo sistema sumontuota ant nešiojamo vežimėlio, kurį galima įvažiuoti į operacinę.Grafinė vartotojo sąsaja sukurta padėti vartotojams, turintiems minimalių techninių žinių, pavyzdžiui, gydytojams ir slaugytojams.Rankiniu būdu patikrinkite skaitytuvo įrenginio dažnį, spindulio formos režimą ir vaizdo FOV.
Bendras endoskopo ilgis yra maždaug 4 m, kad instrumentai galėtų visiškai praeiti per standartinio medicininio endoskopo darbinį kanalą (1,68 m), o manevringumas yra didesnis.Proksimaliniame endoskopo gale SMF ir laidai baigiasi jungtimis, kurios jungiasi prie bazinės stoties šviesolaidinių ir laidinių prievadų.Įrenginyje yra lazeris, filtro blokas, aukštos įtampos stiprintuvas ir fotodaugintuvo detektorius (PMT).Stiprintuvas tiekia maitinimo ir pavaros signalus skaitytuvui.Optinio filtro blokas sujungia lazerio sužadinimą su SMF ir perduoda fluorescenciją į PMT.
Endoskopai pakartotinai apdorojami po kiekvienos klinikinės procedūros naudojant STERRAD sterilizavimo procesą ir be gedimų gali atlaikyti iki 18 ciklų.OPA tirpalo pažeidimo požymių nepastebėta po daugiau nei 10 dezinfekavimo ciklų.OPA rezultatai viršijo STERRAD rezultatus, o tai rodo, kad endoskopų eksploatavimo laiką galima pratęsti atliekant aukšto lygio dezinfekciją, o ne pakartotinai sterilizuojant.
Vaizdo skiriamoji geba buvo nustatyta pagal taško sklaidos funkciją, naudojant fluorescencines granules, kurių skersmuo 0, 1 μm.Šoninei ir ašinei skiriamajai gebai buvo išmatuotas visas plotis ties puse didžiausio (FWHM) atitinkamai 1,1 ir 13,6 µm (2a, b pav.).
Vaizdo parinktys.Fokusavimo optikos šoninė (a) ir ašinė (b) skiriamoji geba apibūdinama taško sklaidos funkcija (PSF), išmatuota naudojant fluorescencines 0,1 μm skersmens mikrosferas.Išmatuotas visas plotis ties puse maksimumo (FWHM) buvo atitinkamai 1,1 ir 13,6 µm.Įdėklas: rodomi išplėsti vienos mikrosferos vaizdai skersine (XY) ir ašine (XZ) kryptimis.(c) Fluorescencinis vaizdas, gautas iš standartinės (USAF 1951) tikslinės juostelės (raudonas ovalas), rodantis, kad 7–6 grupes galima aiškiai atskirti.(d) 10 µm skersmens dispersinių fluorescencinių mikrosferų vaizdas, kuriame matyti 250 µm × 250 µm vaizdo matymo laukas.(a, b) PSF buvo sukurti naudojant MATLAB R2019a (https://www.mathworks.com/).(c, d) Fluorescenciniai vaizdai buvo surinkti naudojant LabVIEW 2021 (https://www.ni.com/).
Fluorescenciniai vaizdai iš standartinės raiškos lęšių aiškiai išskiria 7-6 grupių stulpelių rinkinį, kuris išlaiko didelę šoninę skiriamąją gebą (2c pav.).250 µm × 250 µm matymo laukas (FOV) buvo nustatytas iš 10 µm skersmens fluorescencinių rutuliukų, išsklaidytų ant dengiamųjų stiklelių, vaizdų (2d pav.).
Klinikinėje vaizdavimo sistemoje įdiegtas automatinis PMT stiprinimo kontrolės ir fazių korekcijos metodas, siekiant sumažinti judesio artefaktus iš endoskopų, gaubtinės žarnos peristaltiką ir paciento kvėpavimą.Vaizdo atkūrimo ir apdorojimo algoritmai buvo aprašyti anksčiau14,15.PMT stiprinimas valdomas proporcinio integralo (PI) valdikliu, kad būtų išvengta intensyvumo prisotinimo16.Sistema nuskaito maksimalų pikselių intensyvumą kiekvienam kadrui, apskaičiuoja proporcingus ir integralinius atsakymus ir nustato PMT stiprinimo reikšmes, kad užtikrintų, jog pikselių intensyvumas yra leistinoje diapazone.
In vivo vaizdavimo metu dėl fazių neatitikimo tarp skaitytuvo judėjimo ir valdymo signalo vaizdas gali susilieti.Toks poveikis gali atsirasti dėl prietaiso temperatūros pokyčių žmogaus kūne.Baltos šviesos vaizdai parodė, kad endoskopas in vivo liečiasi su normalia storosios žarnos gleivine (3a pav.).Netinkamai suderintų pikselių susiliejimą galima matyti neapdorotuose normalios storosios žarnos gleivinės vaizduose (3b pav.).Po gydymo tinkamai sureguliavus fazę ir kontrastą, buvo galima išskirti tarpląstelinius gleivinės požymius (3c pav.).Norėdami gauti papildomos informacijos, neapdoroti konfokaliniai vaizdai ir apdoroti realaus laiko vaizdai parodyti S1 pav., o vaizdo atkūrimo parametrai, naudojami realiuoju laiku ir po apdorojimo, pateikti S1 ir S2 lentelėse.
Vaizdo apdorojimas.a ) Plataus kampo endoskopinis vaizdas, kuriame matyti endoskopas (E), kuris liečiasi su normalia (N) storosios žarnos gleivine, kad būtų galima surinkti in vivo fluorescencinius vaizdus po fluoresceino vartojimo.(b) Klaidžiojant X ir Y ašimis nuskaitymo metu, netinkamai suderinti pikseliai gali susilieti.Demonstravimo tikslais pradiniam vaizdui taikomas didelis fazės poslinkis.c) Po apdorojimo fazės korekcijos galima įvertinti gleivinės detales, įskaitant kriptų struktūras (rodykles), kai centrinis spindis (l) yra apsuptas lamina propria (lp).Galima atskirti pavienes ląsteles, įskaitant kolonocitus (c), taurines ląsteles (g) ir uždegimines ląsteles (rodyklės).Žr. papildomą 1 vaizdo įrašą. (b, c) Vaizdai apdoroti naudojant „LabVIEW 2021“.
Konfokalinės fluorescencijos vaizdai buvo gauti in vivo sergant keliomis storosios žarnos ligomis, siekiant parodyti platų instrumento klinikinį pritaikomumą.Plačiakampis vaizdas pirmiausia atliekamas naudojant baltą šviesą, kad būtų aptikta labai nenormali gleivinė.Tada endoskopas perkeliamas per kolonoskopo darbinį kanalą ir liečiasi su gleivine.
Plataus lauko endoskopijos, konfokalinės endomikroskopijos ir histologijos (H&E) vaizdai rodomi storosios žarnos neoplazijai, įskaitant kanalėlių adenomą ir hiperplastinį polipą. Plataus lauko endoskopijos, konfokalinės endomikroskopijos ir histologijos (H&E) vaizdai rodomi storosios žarnos neoplazijai, įskaitant kanalėlių adenomą ir hiperplastinį polipą. Широкопольная эндоскопия, конфокальная эндомикроскопия и гистологические (H&E) чая тубулярную аденому и гиперпластический полип. Storosios žarnos endoskopija, konfokalinė endomikroskopija ir histologinis (H&E) vaizdas yra skirti storosios žarnos neoplazijai, įskaitant kanalėlių adenomą ir hiperplastinį polipą.显示结肠肿瘤（包括管状腺瘤和增生性息肉）的广角内窥镜磀查、共腺瘤和增生性息肉)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)的广角内刵霱录共咱巨巨哮徕果学(H&E) vaizdas. Широкопольная эндоскопия, конфокальная микроэндоскопия и гистологические (H&E) изображения, показываюшиелюющие чая тубулярные аденомы и гиперпластические полипы. Plataus lauko endoskopija, konfokalinė mikroendoskopija ir histologiniai (H&E) vaizdai, rodantys gaubtinės žarnos navikus, įskaitant kanalėlių adenomas ir hiperplazinius polipus.Vamzdinės adenomos parodė normalios kriptos architektūros praradimą, taurelių ląstelių dydžio sumažėjimą, kriptos spindžio iškraipymą ir lamina propria sustorėjimą (4a-c pav.).Hiperplastiniai polipai parodė žvaigždinę kriptų architektūrą, keletą taurelių ląstelių, į plyšį panašus kriptų spindis ir netaisyklingos plokštelinės kriptos (4d-f pav.).
Gleivinės storos odos vaizdas in vivo. Rodomi tipiniai baltos šviesos endoskopijos, konfokalinio endomikroskopo ir histologiniai (H&E) vaizdai (ac) adenomai, (df) hiperplastiniam polipui, (gi) opiniam kolitui ir (jl) Krono kolitui. Rodomi tipiniai baltos šviesos endoskopijos, konfokalinio endomikroskopo ir histologiniai (H&E) vaizdai (ac) adenomai, (df) hiperplastiniam polipui, (gi) opiniam kolitui ir (jl) Krono kolitui. Типичные изображения эндоскопии в белом свете, конфокального эндомикроскопа и гистологии (H&E) показажения показананы) стического полипа, (gi) язвенного колита и (jl) колита Крона. Rodomi tipiniai baltos šviesos endoskopijos, konfokalinio endomikroskopo ir histologijos (H&E) vaizdai (ac) adenomai, (df) hiperplastiniam polipui, (gi) opiniam kolitui ir (jl) Krono kolitui.显示了(ac) 腺瘤、(df) 增生性息肉、(gi) 溃疡性结肠炎和(jl) 克罗恩结肠癡恩结肠炎的检查、共聚焦内窥镜检查和组织学( H&E) 图像. Rodo(ac) 躰真、(df) 增生性息肉、(gi) 苏盖性红肠炎和(jl) 克罗恩红肠炎的䧓肀共公司内肠肠炎性和电视学( H&E ) vaizdas. Представлены репрезентативные эндоскопия в белом свете, конфокальная эндоскопия и гистология (ac) адентативные аделом свете, оза, (gi) язвенного колита и (jl) колита Крона (H&E). Parodyta tipinė baltos šviesos endoskopija, konfokalinė endoskopija ir (ac) adenomos, (df) hiperplazinės polipozės, (gi) opinio kolito ir (jl) Krono kolito (H&E) histologija.(B) rodomas konfokalinis vaizdas, gautas in vivo iš kanalėlių adenomos (TA), naudojant endoskopą (E).Šis ikivėžinis pažeidimas rodo normalios kriptos architektūros praradimą (rodyklė), kriptos spindžio iškraipymą (l) ir kriptos lamina propria (lp) susitraukimą.Taip pat galima nustatyti kolonocitus (c), taurės ląsteles (g) ir uždegimines ląsteles (rodyklės).Smt.2 papildomame vaizdo įraše (e) parodytas konfokalinis vaizdas, gautas iš hiperplastinio polipo (HP) in vivo.Šis gerybinis pažeidimas demonstruoja žvaigždžių kriptos architektūrą (rodyklė), į plyšį panašią kriptos spindį (l) ir netaisyklingos formos lamina propria (lp).Taip pat galima nustatyti kolonocitus (c), keletą taurių ląstelių (g) ir uždegimines ląsteles (rodyklės).Smt.3 papildomame vaizdo įraše (h) rodomi konfokaliniai vaizdai, gauti sergant opiniu kolitu (UC) in vivo.Ši uždegiminė būklė rodo iškreiptą kriptos architektūrą (rodyklė) ir iškilias taurių ląsteles (g).Fluoresceino (f) plunksnos išspaudžiamos iš epitelio ląstelių, atspindinčios padidėjusį kraujagyslių pralaidumą.Daugybė uždegiminių ląstelių (rodyklės) matomos lamina propria (lp).Smt.4 papildomame vaizdo įraše (k) parodytas konfokalinis vaizdas, gautas in vivo iš Krono kolito (CC) regiono.Ši uždegiminė būklė rodo iškreiptą kriptos architektūrą (rodyklė) ir iškilias taurių ląsteles (g).Fluoresceino (f) plunksnos išspaudžiamos iš epitelio ląstelių, atspindinčios padidėjusį kraujagyslių pralaidumą.Daugybė uždegiminių ląstelių (rodyklės) matomos lamina propria (lp).Smt.5 papildomas vaizdo įrašas. (b, d, h, l) Vaizdai apdoroti naudojant LabVIEW 2021.
Rodomas panašus storosios žarnos uždegimo vaizdų rinkinys, įskaitant opinį kolitą (UC) (4g-i pav.) ir Krono kolitą (4j-l pav.).Manoma, kad uždegiminiam atsakui būdingos iškreiptos kriptos struktūros su išsikišusiomis taurių ląstelėmis.Fluoresceinas išspaudžiamas iš epitelio ląstelių, atspindėdamas padidėjusį kraujagyslių pralaidumą.Daugybė uždegiminių ląstelių gali būti matoma lamina propria.
Mes pademonstravome klinikinį lankstaus pluoštu sujungto konfokalinio lazerinio endoskopo, kuris naudoja distaliai išdėstytą MEMS skaitytuvą, pritaikymą in vivo vaizdams gauti.Esant rezonansiniam dažniui, kadrų dažnį iki 20 Hz galima pasiekti naudojant didelio tankio Lissajous nuskaitymo režimą, siekiant sumažinti judesio artefaktus.Optinis kelias yra sulankstytas, kad būtų užtikrintas pluošto išplėtimas ir skaitmeninė diafragma, kurios pakaktų 1,1 µm šoninei skiriamajai gebai pasiekti.Histologinės kokybės fluorescenciniai vaizdai buvo gauti įprastinės storosios žarnos gleivinės, kanalėlių adenomų, hiperplastinių polipų, opinio kolito ir Krono kolito kolonoskopijos metu.Galima identifikuoti pavienes ląsteles, įskaitant kolonocitus, taurines ląsteles ir uždegimines ląsteles.Galima išskirti tokias gleivinės ypatybes kaip kriptos struktūros, kriptos ertmės ir lamina propria.Tiksli aparatinė įranga yra mikroapdirbta, kad būtų užtikrintas tikslus atskirų optinių ir mechaninių komponentų išlygiavimas 2,4 mm skersmens x 10 mm ilgio instrumente.Optinė konstrukcija pakankamai sumažina standaus distalinio antgalio ilgį, kad būtų galima tiesiogiai praeiti per standartinio dydžio (3,2 mm skersmens) darbinį kanalą medicininiuose endoskopuose.Todėl, nepriklausomai nuo gamintojo, prietaisą gali plačiai naudoti gyvenamosios vietos gydytojai.Sužadinimas buvo atliktas esant λex = 488 nm, kad būtų sužadintas fluoresceinas, FDA patvirtintas dažiklis, kad būtų gautas didelis kontrastas.Instrumentas buvo be problemų perdirbtas 18 ciklų, naudojant kliniškai priimtus sterilizavimo metodus.
Kiti du instrumentų modeliai buvo kliniškai patvirtinti.„Cellvizio“ („Mauna Kea Technologies“) yra zondu pagrįstas konfokalinis lazerinis endoskopas (pCLE), kuriame fluorescenciniams vaizdams rinkti ir perduoti naudojamas daugiamodių koherentinių šviesolaidinių kabelių pluoštas1.Galvo veidrodis, esantis ant bazinės stoties, atlieka šoninį nuskaitymą proksimaliniame gale.Optinės sekcijos surenkamos horizontalioje (XY) plokštumoje, kurios gylis yra nuo 0 iki 70 µm.Galimi mikrozondo rinkiniai nuo 0,91 (19 G adatos) iki 5 mm skersmens.Buvo pasiekta 1–3,5 µm šoninė skiriamoji geba.Vaizdai buvo renkami 9–12 Hz kadrų dažniu, kai vienmatis matymo laukas yra nuo 240 iki 600 µm.Platforma buvo kliniškai naudojama įvairiose srityse, įskaitant tulžies lataką, šlapimo pūslę, gaubtinę žarną, stemplę, plaučius ir kasą.Optiscan Pty Ltd sukūrė endoskopu pagrįstą konfokalinį lazerinį endoskopą (eCLE) su nuskaitymo varikliu, įmontuotu profesionalaus endoskopo (EC-3870K, Pentax Precision Instruments) įvedimo vamzdelyje (distaliniame gale) 17 .Optinė sekcija buvo atlikta naudojant vieno modo skaidulą, o šoninis skenavimas buvo atliktas naudojant konsolinį mechanizmą per rezonansinę kamertoną.Ašiniam poslinkiui sukurti naudojama formos atminties lydinio (nitinolio) pavara.Bendras konfokalinio modulio skersmuo yra 5 mm.Fokusavimui naudojamas GRIN objektyvas, kurio skaitmeninė diafragma yra NA = 0,6.Horizontalūs vaizdai buvo gauti atitinkamai 0, 7 ir 7 µm šonine ir ašine skiriamąja geba, kai kadrų dažnis buvo 0, 8–1, 6 Hz, o matymo laukas - 500 µm × 500 µm.
Mes demonstruojame tarpląstelinę skiriamąją gebą in vivo fluorescencinio vaizdo gavimą iš žmogaus kūno per medicininį endoskopą, naudojant distalinio galo MEMS skaitytuvą.Fluorescencija suteikia didelį vaizdo kontrastą, o ligandai, kurie jungiasi su ląstelių paviršiaus taikiniais, gali būti pažymėti fluoroforais, kad būtų užtikrintas molekulinis tapatumas, kad būtų galima geriau diagnozuoti ligą18.Taip pat kuriami kiti optiniai in vivo mikroendoskopijos metodai. UŠT naudoja trumpą nuoseklumo ilgį iš plačiajuosčio šviesos šaltinio, kad surinktų vaizdus vertikalioje plokštumoje, kurių gylis > 1 mm19. UŠT naudoja trumpą nuoseklumo ilgį iš plačiajuosčio šviesos šaltinio, kad surinktų vaizdus vertikalioje plokštumoje, kurių gylis > 1 mm19. ОКТ использует короткую длину когерентности широкополосного источника света для сбора изображений в верткую длину когерентности источника света для сбора изображений в верткую 19. UŠT naudoja trumpą plačiajuosčio šviesos šaltinio koherentiškumo ilgį, kad gautų vaizdus vertikalioje plokštumoje, kurios gylis didesnis nei 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 изолворжений на глубин1 сти. UŠT naudoja trumpą plačiajuosčio šviesos šaltinio koherentiškumo ilgį, kad vertikalioje plokštumoje būtų gauti vaizdai > 1 mm19.Tačiau šis mažo kontrasto metodas remiasi atgal išsklaidytos šviesos rinkimu, o vaizdo skiriamąją gebą riboja taškiniai artefaktai.Fotoakustinė endoskopija sukuria in vivo vaizdus, ​​pagrįstus greitu termoelastiniu audinių išsiplėtimu po lazerio impulso, kuris generuoja garso bangas, absorbcijos20. Šis metodas parodė, kad vaizdavimo gylis yra > 1 cm žmogaus storojoje žarnoje in vivo, kad būtų galima stebėti gydymą. Šis metodas parodė, kad vaizdavimo gylis yra > 1 cm žmogaus storojoje žarnoje in vivo, kad būtų galima stebėti gydymą. Этот подход продемонстрировал глубину визуализации > 1 см в толстой кишке человека in vivo для мониторипинга т. Šis metodas parodė > 1 cm vaizdavimo gylį žmogaus storojoje žarnoje in vivo, kad būtų galima stebėti gydymą.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 монитерапга. Šis metodas buvo įrodytas vaizduojant > 1 cm gylyje žmogaus storojoje žarnoje in vivo, kad būtų galima stebėti gydymą.Kontrastą daugiausia gamina kraujagyslėse esantis hemoglobinas.Daugiafotoninė endoskopija sukuria didelio kontrasto fluorescencinius vaizdus, ​​kai du ar daugiau NIR fotonų vienu metu patenka į audinių biomolekules21. Šiuo metodu galima pasiekti vaizdo gylį > 1 mm ir esant mažam fototoksiškumui. Šiuo metodu galima pasiekti vaizdo gylį > 1 mm ir esant mažam fototoksiškumui. Этот подход может обеспечить глубину изображения > 1 мм с низкой фототоксичностью. Šis metodas gali užtikrinti > 1 mm vaizdo gylį ir mažą fototoksiškumą.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. Šis metodas gali užtikrinti > 1 mm vaizdo gylį ir mažą fototoksiškumą.Reikalingi didelio intensyvumo femtosekundiniai lazerio impulsai ir šis metodas endoskopijos metu kliniškai neįrodytas.
Šiame prototipe skaitytuvas atlieka tik šoninį nukreipimą, todėl optinė dalis yra horizontalioje (XY) plokštumoje.Įrenginys gali veikti didesniu kadrų dažniu (20 Hz) nei galvaniniai veidrodžiai (12 Hz) Cellvizio sistemoje.Padidinkite kadrų dažnį, kad sumažintumėte judesio artefaktus, ir sumažinkite kadrų dažnį, kad sustiprintumėte signalą.Norint sušvelninti didelius judesio artefaktus, atsirandančius dėl endoskopinio judesio, kvėpavimo judesių ir žarnyno motoriką, reikalingi didelio greičio ir automatizuoti algoritmai.Nustatyta, kad parametriniai rezonansiniai skaitytuvai pasiekia ašinius poslinkius, viršijančius šimtus mikronų22. Vaizdus galima rinkti vertikalioje plokštumoje (XZ), statmenoje gleivinės paviršiui, kad būtų gautas toks pat vaizdas kaip ir histologijoje (H&E). Vaizdus galima rinkti vertikalioje plokštumoje (XZ), statmenoje gleivinės paviršiui, kad būtų gautas toks pat vaizdas kaip ir histologijoje (H&E). Изображения могут быть получены в вертикальной плоскости (XZ), перпендикулярной поверхности слизиткистой такое же изображение, как при гистологии (H&E). Vaizdai gali būti daromi vertikalioje plokštumoje (XZ), statmenoje gleivinės paviršiui, kad būtų gautas toks pat vaizdas kaip ir histologijoje (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 слизиткистой такое же изображение, как при гистологическом исследовании (H&E). Vaizdai gali būti daromi vertikalioje plokštumoje (XZ), statmenoje gleivinės paviršiui, kad būtų gautas toks pat vaizdas kaip ir atliekant histologinį tyrimą (H&E).Skaitytuvas gali būti pastatytas po objektyvo, kai apšvietimo spindulys krenta išilgai pagrindinės optinės ašies, kad būtų sumažintas jautrumas aberacijoms8.Beveik difrakcijos riboti židinio tūriai gali nukrypti savavališkai dideliuose matymo laukuose.Galima atlikti atsitiktinės prieigos nuskaitymą, kad atšvaitai būtų nukreipti į vartotojo nustatytas pozicijas9.Matymo lauką galima sumažinti, kad būtų paryškintos savavališkos vaizdo sritys, pagerintas signalo ir triukšmo santykis, kontrastas ir kadrų dažnis.Skaitytuvai gali būti gaminami masiškai naudojant paprastus procesus.Ant kiekvienos silicio plokštelės galima pagaminti šimtus prietaisų, kad padidėtų gamyba, kad būtų galima pigiai gaminti masinę gamybą ir platų platinimą.
Sulenktas šviesos kelias sumažina standaus distalinio galiuko dydį, todėl endoskopą lengva naudoti kaip priedą atliekant įprastinę kolonoskopiją.Rodomose fluorescencinėse nuotraukose matomos gleivinės subląstelinės savybės, leidžiančios atskirti kanalėlių adenomas (ikivėžines) nuo hiperplastinių polipų (gerybinių).Šie rezultatai rodo, kad endoskopija gali sumažinti nereikalingų biopsijų skaičių23.Galima sumažinti bendrąsias su operacija susijusias komplikacijas, optimizuoti stebėjimo intervalus ir sumažinti smulkių pakitimų histologinę analizę.Taip pat rodome in vivo pacientų, sergančių uždegimine žarnyno liga, įskaitant opinį kolitą (UC) ir Krono kolitą, vaizdus.Įprasta baltos šviesos kolonoskopija suteikia makroskopinį gleivinės paviršiaus vaizdą ir ribotą galimybę tiksliai įvertinti gleivinės gijimą.Endoskopija gali būti naudojama in vivo biologinės terapijos, pvz., anti-TNF24 antikūnų, veiksmingumui įvertinti.Tikslus įvertinimas in vivo taip pat gali sumažinti arba užkirsti kelią ligos pasikartojimui ir komplikacijoms, tokioms kaip chirurgija, ir pagerinti gyvenimo kokybę.Klinikinių tyrimų, susijusių su fluoresceino turinčių endoskopų naudojimu in vivo, sunkių nepageidaujamų reakcijų nepastebėta25. Lazerio galia ant gleivinės paviršiaus buvo apribota iki <2 mW, kad būtų sumažinta terminio sužalojimo rizika ir atitiktų FDA reikalavimus dėl nereikšmingos rizikos26 per 21 CFR 812. Lazerio galia ant gleivinės paviršiaus buvo apribota iki <2 mW, siekiant sumažinti terminio sužalojimo riziką ir atitikti FDA reikalavimus dėl nereikšmingos rizikos26 per 21 CFR 812. Мощность лазера на поверхности слизистой оболочки была ограничена до <2 мВт, чтобы свести к минимочермсерму и соответствовать требованиям FDA относительно незначительного риска26 согласно 21 CFR 812. Lazerio galia gleivinės paviršiuje buvo apribota iki <2 mW, kad būtų sumažinta šiluminės žalos rizika ir atitiktų FDA reikalavimus dėl nereikšmingos rizikos26 pagal 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，并满险，并满险，并满险，并满足FDA 8121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 ограничена до <2 мВт, чтобы свести к минимочермсерму и соответствовать требованиям FDA 21 CFR 812 относительно незначительного риска26. Lazerio galia gleivinės paviršiuje buvo apribota iki <2 mW, kad būtų sumažinta šiluminės žalos rizika ir atitiktų FDA 21 CFR 812 reikalavimus dėl nereikšmingos rizikos26.
Prietaiso dizainą galima modifikuoti, siekiant pagerinti vaizdo kokybę.Yra speciali optika, skirta sumažinti sferinę aberaciją, pagerinti vaizdo skiriamąją gebą ir padidinti darbo atstumą.SIL galima sureguliuoti taip, kad jis geriau atitiktų audinio lūžio rodiklį (~ 1,4), kad būtų pagerintas šviesos sujungimas.Pavaros dažnis gali būti reguliuojamas siekiant padidinti skenerio šoninį kampą ir išplėsti vaizdo matymo lauką.Norėdami sušvelninti šį efektą, galite naudoti automatinius metodus, kad pašalintumėte vaizdo kadrus su dideliu judėjimu.Lauke programuojamas vartų masyvas (FPGA) su didelės spartos duomenų gavimu bus naudojamas siekiant užtikrinti didelio našumo realaus laiko viso kadro korekciją.Siekiant didesnio klinikinio naudingumo, automatizuoti metodai turi pakoreguoti fazės poslinkį ir judesio artefaktus, kad būtų galima interpretuoti vaizdą realiuoju laiku.Gali būti įdiegtas monolitinis 3 ašių parametrinis rezonansinis skaitytuvas, skirtas ašiniam skenavimui 22 . Šie įtaisai buvo sukurti taip, kad būtų pasiektas precedento neturintis vertikalus poslinkis > 400 µm, reguliuojant pavaros dažnį režimu, kuriame yra mišri minkštinimo / standinimo dinamika27. Šie įtaisai buvo sukurti taip, kad būtų pasiektas precedento neturintis vertikalus poslinkis > 400 µm, reguliuojant pavaros dažnį režimu, kuriame yra mišri minkštinimo / standinimo dinamika27. Эти устройства были разработаны для достижения беспрецедентного вертикального смещения > 400 мкм путеботым начрой жиме, который характеризуется смешанной динамикой смягчения/жесткости27. Šie įrenginiai buvo sukurti taip, kad būtų pasiektas precedento neturintis > 400 µm vertikalus poslinkis, nustatant pavaros dažnį režimu, kuriam būdinga mišri minkšta ir kieta dinamika27.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通通过在具有混合软化有的>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 楞 凃 态 丕现 的> 400 µm 的 垂直 位移 27. Эти устройства были разработаны для достижения беспрецедентных вертикальных смещений >400 мкм вавракм путройстем начастройстем жиме со смешанной кинетикой размягчения/затвердевания27. Šie įtaisai buvo sukurti taip, kad būtų pasiekti precedento neturintys vertikalūs poslinkiai >400 µm, reguliuojant suveikimo dažnį mišrios minkštinimo/kietėjimo kinetikos režimu27.Ateityje vertikalus skersinis vaizdavimas gali padėti nustatyti ankstyvą vėžį (T1a).Norint sekti skaitytuvo judėjimą ir pakoreguoti fazės poslinkį 28 , galima įdiegti talpinę jutimo grandinę.Automatinis fazės kalibravimas naudojant jutiklio grandinę gali pakeisti rankinį prietaiso kalibravimą prieš naudojimą.Prietaiso patikimumą galima pagerinti naudojant patikimesnius prietaisų sandarinimo būdus, kad padidėtų apdorojimo ciklų skaičius.MEMS technologija žada paspartinti endoskopų naudojimą tuščiavidurių organų epitelio vizualizavimui, ligų diagnozavimui ir gydymo stebėjimui minimaliai invaziniu būdu.Toliau tobulinant, šis naujas vaizdo gavimo būdas galėtų tapti nebrangiu sprendimu, kuris būtų naudojamas kaip priedas prie medicininių endoskopų neatidėliotinam histologiniam tyrimui ir galiausiai galėtų pakeisti tradicinę patologinę analizę.
Spindulių sekimo modeliavimas buvo atliktas naudojant ZEMAX optinio projektavimo programinę įrangą (2013 m. versija), siekiant nustatyti fokusavimo optikos parametrus.Projektavimo kriterijai apima beveik difrakcinę ašinę skiriamąją gebą, darbinį atstumą = 0 µm ir matymo lauką (FOV), didesnį nei 250 × 250 µm2.Sužadinimui, kai bangos ilgis λex = 488 nm, buvo naudojamas vienmodis pluoštas (SMF).Fluorescencinės kolekcijos dispersijai sumažinti naudojami achromatiniai dubletai (5a pav.).Spindulys praeina per SMF, kurio režimo lauko skersmuo yra 3,5 μm, ir be sutrumpinimo eina per reflektoriaus centrą, kurio apertūros skersmuo yra 50 μm.Naudokite kietojo panardinimo (pusrutulio formos) objektyvą su dideliu lūžio rodikliu (n = 2,03), kad sumažintumėte krintančio pluošto sferinę aberaciją ir užtikrintumėte visišką kontaktą su gleivinės paviršiumi.Fokusavimo optika suteikia bendrą NA = 0,41, kur NA = nsinα, n yra audinio lūžio rodiklis, α yra didžiausias pluošto konvergencijos kampas.Ribotos difrakcijos šoninė ir ašinė skiriamoji geba yra atitinkamai 0,44 ir 6,65 µm, naudojant NA = 0,41, λ = 488 nm ir n = 1,3313.Buvo atsižvelgta tik į parduodamus lęšius, kurių išorinis skersmuo (OD) ≤ 2 mm.Optinis kelias yra sulankstytas, o spindulys, paliekantis SMF, praeina per centrinę skaitytuvo apertūrą ir atsispindi fiksuoto veidrodžio (0,29 mm skersmens).Ši konfigūracija sutrumpina standaus distalinio galo ilgį, kad būtų lengviau patekti į priekį per standartinį (3,2 mm skersmens) medicininių endoskopų darbinį kanalą.Ši funkcija leidžia lengvai naudoti kaip priedą atliekant įprastinę endoskopiją.
Sulankstytas šviesos kreiptuvas ir endoskopo pakuotė.a) Sužadinimo spindulys išeina iš OBC ir praeina per centrinę skaitytuvo apertūrą.Spindulys išplečiamas ir atsispindi nuo fiksuoto apskrito veidrodžio atgal į skaitytuvą, kad būtų galima nukreipti į šoną.Fokusavimo optika susideda iš poros achromatinių dvigubų lęšių ir vientiso panardinamojo (pusrutulio) lęšio, užtikrinančio kontaktą su gleivinės paviršiumi.ZEMAX 2013 (https://www.zemax.com/), skirtas optiniam dizainui ir spindulių sekimo modeliavimui.(b) Rodo įvairių prietaiso komponentų, įskaitant vienmodžių skaidulų (SMF), skaitytuvą, veidrodžius ir lęšius, vietą.Solidworks 2016 (https://www.solidworks.com/) buvo naudojamas endoskopo pakuotės 3D modeliavimui.
SMF (#460HP, Thorlabs), kurio režimo lauko skersmuo yra 3,5 µm, esant 488 nm bangos ilgiui, buvo naudojamas kaip „skylė“ nefokusuotos šviesos erdviniam filtravimui (5b pav.).SMF yra įdėtos į lanksčius polimerinius vamzdelius (#Pebax 72D, Nordson MEDICAL).Norint užtikrinti pakankamą atstumą tarp paciento ir vaizdo gavimo sistemos, naudojamas maždaug 4 metrų ilgis.Spinduliui sufokusuoti ir fluorescencijai surinkti buvo panaudota pora 2 mm MgF2 padengtų achromatinių dvigubų lęšių (#65568, #65567, Edmund Optics) ir 2 mm nepadengtas pusrutulio formos lęšis (#90858, Edmund Optics).Įkiškite nerūdijančio plieno galinį vamzdelį (4 mm ilgio, 2,0 mm OD, 1,6 mm ID) tarp dervos ir išorinio vamzdelio, kad izoliuotumėte skaitytuvo vibraciją.Naudokite medicininius klijus, kad apsaugotumėte instrumentą nuo kūno skysčių ir tvarkymo procedūrų.Norėdami apsaugoti jungtis, naudokite termiškai susitraukiančius vamzdelius.
Kompaktiškas skaitytuvas pagamintas parametrinio rezonanso principu.Atšvaito centre išgraviruokite 50 µm diafragmą, kad perduotų sužadinimo spindulį.Naudojant kvadratinių šukomis varomų pavarų rinkinį, Lissajous režimu išplėstas spindulys nukreipiamas skersai stačiakampe kryptimi (XY plokštuma).Duomenų surinkimo plokštė (# DAQ PCI-6115, NI) buvo naudojama analoginiams signalams generuoti skaitytuvui valdyti.Maitinimas buvo tiekiamas aukštos įtampos stiprintuvu (#PDm200, PiezoDrive) plonais laidais (#B4421241, MWS Wire Industries).Padarykite laidus ant elektrodo armatūros.Skaitytuvas veikia dažniais, artimais 15 kHz (greita ašis) ir 4 kHz (lėtoji ašis), kad pasiektų FOV iki 250 µm × 250 µm.Vaizdo įrašą galima filmuoti 10, 16 arba 20 Hz kadrų dažniu.Šie kadrų dažniai naudojami siekiant suderinti Lissajous nuskaitymo modelio pasikartojimo dažnį, kuris priklauso nuo skaitytuvo X ir Y sužadinimo dažnių reikšmės29.Išsami informacija apie kompromisus tarp kadrų dažnio, pikselių skiriamosios gebos ir nuskaitymo modelio tankio pateikta mūsų ankstesniame darbe14.
Kietojo kūno lazeris (#OBIS 488 LS, koherentinis) suteikia λex = 488 nm, kad sužadintų fluoresceiną vaizdo kontrastui (6a pav.).Per FC/APC jungtis (nuostoliai 1,82 dB) prie filtro bloko jungiami optiniai pigtailiai (6b pav.).Spindulį nukreipia dichroinis veidrodis (#WDM-12P-111-488/500:600, Oz Optics) SMF per kitą FC/APC jungtį.Remiantis 21 CFR 812, kritimo į audinį galia ribojama iki 2 mW, kad atitiktų FDA reikalavimus dėl nereikšmingos rizikos.Fluorescencija buvo praleista per dichroinį veidrodį ir ilgą perdavimo filtrą (# BLP01-488R, Semrock).Fluorescencija buvo perduota į fotodauginimo vamzdžio (PMT) detektorių (# H7422-40, Hamamatsu) per FC / PC jungtį, naudojant ~ 1 m ilgio daugiamodį pluoštą, kurio šerdies skersmuo 50 µm.Fluorescenciniai signalai buvo sustiprinti didelės spartos srovės stiprintuvu (#59-179, Edmund Optics).Sukurta speciali programinė įranga (LabVIEW 2021, NI), skirta duomenų rinkimui ir vaizdų apdorojimui realiuoju laiku.Lazerio galios ir PMT stiprinimo parametrus nustato mikrovaldiklis (#Arduino UNO, Arduino), naudodamas specialią spausdintinę plokštę.SMF ir laidai baigiasi jungtimis ir jungiami prie šviesolaidinių (F) ir laidinių (W) prievadų bazinėje stoties (6c pav.).Vaizdo gavimo sistema yra nešiojamame vežimėlyje (6d pav.). Norint apriboti nuotėkio srovę iki <500 μA, buvo naudojamas izoliacinis transformatorius. Norint apriboti nuotėkio srovę iki <500 μA, buvo naudojamas izoliacinis transformatorius. Для ограничения тока утечки до <500 мкА использовался изолирующий трансформатор. Apriboti nuotėkio srovę iki <500 µA buvo naudojamas izoliacinis transformatorius.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. Norėdami apriboti nuotėkio srovę iki <500 µA, naudokite izoliacinį transformatorių.
vizualizacijos sistema.a) PMT, lazeris ir stiprintuvas yra bazinėje stotyje.(b) Filtrų bloke lazeris (mėlynas) važiuoja per šviesolaidinį kabelį per FC / APC jungtį.Spindulį nukreipia dichroinis veidrodis (DM) į vienmodį skaidulą (SMF) per antrąją FC / APC jungtį.Fluorescencija (žalia) keliauja per DM ir ilgo pralaidumo filtrą (LPF) į PMT per daugiamodį pluoštą (MMF).c) Proksimalinis endoskopo galas yra prijungtas prie bazinės stoties šviesolaidinio (F) ir laidinio (W) prievadų.d) endoskopas, monitorius, bazinė stotis, kompiuteris ir izoliacinis transformatorius ant nešiojamo vežimėlio.(a, c) Solidworks 2016 buvo naudojamas 3D vaizdo sistemos ir endoskopo komponentų modeliavimui.
Fokusavimo optikos šoninė ir ašinė skiriamoji geba buvo matuojama pagal fluorescencinių mikrosferų (#F8803, Thermo Fisher Scientific) 0,1 µm skersmens taško sklaidos funkciją.Surinkite vaizdus perkeldami mikrosferas horizontaliai ir vertikaliai 1 µm žingsniais, naudodami linijinę stadiją (# M-562-XYZ, DM-13, Newport).Vaizdų krūva naudojant ImageJ2, kad gautumėte mikrosferų skerspjūvio vaizdus.
Sukurta speciali programinė įranga (LabVIEW 2021, NI), skirta duomenų rinkimui ir vaizdų apdorojimui realiuoju laiku.Ant pav.7 parodyta kasdieninių, naudojamų sistemai valdyti, apžvalga.Vartotojo sąsaja susideda iš duomenų gavimo (DAQ), pagrindinio skydelio ir valdiklio skydelio.Duomenų rinkimo skydelis sąveikauja su pagrindiniu skydeliu, kad rinktų ir saugotų neapdorotus duomenis, pateiktų tinkintų duomenų rinkimo nustatymų įvestį ir tvarkytų skaitytuvo tvarkyklės nustatymus.Pagrindinis skydelis leidžia vartotojui pasirinkti norimą endoskopo konfigūraciją, įskaitant skaitytuvo valdymo signalą, vaizdo kadrų dažnį ir gavimo parametrus.Šis skydelis taip pat leidžia vartotojui rodyti ir valdyti vaizdo ryškumą ir kontrastą.Naudodamas neapdorotus duomenis kaip įvestį, algoritmas apskaičiuoja optimalų PMT stiprinimo nustatymą ir automatiškai sureguliuoja šį parametrą naudodamas proporcinio integralo (PI)16 grįžtamojo ryšio valdymo sistemą.Valdiklio plokštė sąveikauja su pagrindine plokšte ir duomenų rinkimo plokšte, kad valdytų lazerio galią ir PMT stiprinimą.
Sistemos programinės įrangos architektūra.Vartotojo sąsaja susideda iš modulių (1) duomenų gavimo (DAQ), (2) pagrindinio skydelio ir (3) valdiklio skydelio.Šios programos veikia vienu metu ir bendrauja viena su kita per pranešimų eiles.Raktas yra MEMS: mikroelektromechaninė sistema, TDMS: techninių duomenų valdymo srautas, PI: proporcingas integralas, PMT: fotodaugiklis.Vaizdo ir vaizdo failai išsaugomi atitinkamai BMP ir AVI formatais.
Fazių korekcijos algoritmas naudojamas apskaičiuojant vaizdo pikselių intensyvumo sklaidą esant skirtingoms fazių reikšmėms, siekiant nustatyti maksimalią reikšmę, naudojamą vaizdui paryškinti.Taikant realiojo laiko korekciją, fazės nuskaitymo diapazonas yra ± 2,86 °, o santykinai didelis žingsnis - 0,286 °, kad sutrumpėtų skaičiavimo laikas.Be to, naudojant vaizdo dalis su mažiau pavyzdžių, vaizdo kadrų skaičiavimo laikas dar labiau sumažinamas nuo 7,5 sekundės (1 Msample) iki 1,88 sekundės (250 Ksample) esant 10 Hz.Šie įvesties parametrai buvo pasirinkti taip, kad būtų užtikrinta tinkama vaizdo kokybė su minimaliu vėlavimu in vivo vaizdavimo metu.Tiesioginiai vaizdai ir vaizdo įrašai įrašomi atitinkamai BMP ir AVI formatais.Neapdoroti duomenys saugomi techninių duomenų valdymo srauto formatu (TMDS).
Tolesnis in vivo vaizdų apdorojimas, siekiant pagerinti kokybę naudojant LabVIEW 2021. Naudojant fazės korekcijos algoritmus in vivo vaizdavimo metu, tikslumas yra ribotas, nes reikia ilgo skaičiavimo laiko.Naudojamos tik ribotos vaizdo sritys ir pavyzdžių numeriai.Be to, algoritmas netinkamai veikia vaizdams su judesio artefaktais arba mažu kontrastu, todėl atsiranda fazių skaičiavimo klaidų30.Atskiri kadrai su dideliu kontrastu ir be judesio artefaktų buvo rankiniu būdu pasirinkti fazės tiksliam derinimui su fazės nuskaitymo diapazonu ± 0, 75 ° 0, 01 ° žingsniais.Buvo naudojama visa vaizdo sritis (pvz., 1 M vaizdo, įrašyto 10 Hz), pavyzdys.S2 lentelėje pateikiami vaizdo parametrai, naudojami realiuoju laiku ir tolesniam apdorojimui.Po fazės korekcijos naudojamas medianinis filtras, kad dar labiau sumažintų vaizdo triukšmą.Ryškumą ir kontrastą dar labiau pagerina histogramos tempimas ir gama korekcija31.
Klinikinius tyrimus patvirtino Mičigano medicinos įstaigų peržiūros taryba ir jie buvo atlikti Medicinos procedūrų departamente.Šis tyrimas užregistruotas internete ClinicalTrials.gov (NCT03220711, registracijos data: 2017-07-18).Į įtraukimo kriterijus buvo įtraukti pacientai (nuo 18 iki 100 metų), kuriems anksčiau buvo suplanuota planinė kolonoskopija, padidėjusi gaubtinės ir tiesiosios žarnos vėžio rizika ir anksčiau sirgę uždegiminė žarnyno liga.Informuotas sutikimas buvo gautas iš kiekvieno subjekto, kuris sutiko dalyvauti.Išskyrimo kriterijai buvo pacientės, kurios buvo nėščios, buvo padidėjusio jautrumo fluoresceinui arba joms buvo taikoma aktyvi chemoterapija ar spindulinė terapija.Šiame tyrime dalyvavo pacientai, kuriems buvo numatyta įprastinė kolonoskopija, ir buvo reprezentatyvus Mičigano medicinos centro populiacija.Tyrimas buvo atliktas pagal Helsinkio deklaraciją.
Prieš operaciją sukalibruokite endoskopą naudodami 10 µm fluorescencines granules (#F8836, Thermo Fisher Scientific), sumontuotas silikoninėse formelėse.Permatomas silikoninis sandariklis (#RTV108, Momentive) buvo supiltas į 3D spausdintą 8 cm3 plastikinę formą.Ant silikono užmeskite vandens fluorescencinius karoliukus ir palikite, kol vandens terpė išdžius.
Visa storoji žarna buvo ištirta naudojant standartinį medicininį kolonoskopą (Olympus, CF-HQ190L) su baltos šviesos apšvietimu.Endoskopuotojui nustačius tariamos ligos vietą, vieta nuplaunama 5-10 ml 5% acto rūgšties, o po to steriliu vandeniu, kad pašalintų gleives ir šiukšles.5 ml dozė 5 mg/ml fluoresceino (Alcon, Fluorescite) buvo švirkščiama į veną arba purškiama lokaliai ant gleivinės naudojant standartinę kaniulę (M00530860, Boston Scientific), kuri buvo leidžiama per darbinį kanalą.
Naudokite drėkintuvą, kad nuplauktumėte dažų perteklių ar šiukšles nuo gleivinės paviršiaus.Išimkite purškiamąjį kateterį ir praveskite endoskopą per darbinį kanalą, kad gautumėte priešmirtinius vaizdus.Naudokite plataus lauko endoskopinį valdymą, kad nustatytumėte distalinį galiuką tikslinėje srityje. Bendras laikas, sunaudotas konfokaliniams vaizdams rinkti, buvo <10 min. Bendras laikas, sunaudotas konfokaliniams vaizdams rinkti, buvo <10 min. Общее время, затраченное на сбор конфокальных изображений, составило <10 мин. Bendras laikas, per kurį buvo surinkti konfokaliniai vaizdai, buvo <10 min.Bendras konfokalinių vaizdų gavimo laikas buvo mažesnis nei 10 minučių.Endoskopinis baltos šviesos vaizdo įrašas buvo apdorotas naudojant Olympus EVIS EXERA III (CLV-190) vaizdo gavimo sistemą ir įrašytas naudojant Elgato HD vaizdo registratorių.Norėdami įrašyti ir išsaugoti endoskopijos vaizdo įrašus, naudokite „LabVIEW 2021“.Baigus vaizdavimą, endoskopas pašalinamas, o vizualizuojamas audinys išpjaunamas naudojant biopsijos žnyples arba spąstus. Audiniai buvo apdoroti įprastinei histologijai (H&E) ir įvertinti eksperto GI patologo (HDA). Audiniai buvo apdoroti įprastinei histologijai (H&E) ir įvertinti eksperto GI patologo (HDA). Ткани были обработаны для обычной гистологии (H&E) ir оценены экспертом-патологом желудочно-кишечного. Audiniai buvo apdoroti įprastinei histologijai (H&E) ir įvertinti eksperto virškinimo trakto patologo (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) ir оценены экспертом-патологом желудочно-кишечного. Audiniai buvo apdoroti įprastinei histologijai (H&E) ir įvertinti eksperto virškinimo trakto patologo (HDA).Fluoresceino spektrinės savybės buvo patvirtintos naudojant spektrometrą (USB2000+, Ocean Optics), kaip parodyta S2 paveiksle.
Endoskopai sterilizuojami po kiekvieno žmogaus naudojimo (8 pav.).Valymo procedūros buvo atliekamos vadovaujant ir patvirtinus Mičigano medicinos centro infekcijų kontrolės ir epidemiologijos departamentą bei Centrinį sterilų apdorojimo skyrių. Prieš tyrimą instrumentai buvo išbandyti ir patvirtinti sterilizavimui Advanced Sterilization Products (ASP, Johnson & Johnson), komercinio subjekto, teikiančio infekcijų prevencijos ir sterilizacijos patvirtinimo paslaugas. Prieš tyrimą instrumentai buvo išbandyti ir patvirtinti sterilizavimui Advanced Sterilization Products (ASP, Johnson & Johnson), komercinio subjekto, teikiančio infekcijų prevencijos ir sterilizacijos patvirtinimo paslaugas. Pažangūs sterilizavimo produktai (ASP, Johnson & Johnson) й, предоставляющей услуги по профилактике инфекций и проверке стерилизации. Prieš tyrimą instrumentai buvo išbandyti ir patvirtinti sterilizavimui Advanced Sterilization Products (ASP, Johnson & Johnson), komercinės organizacijos, teikiančios infekcijų prevencijos ir sterilizacijos patikrinimo paslaugas. Перед исследованием инструменты были стерилизованы ir проверены Advanced Sterilization Products (ASP, Johnson & Johnson), коммерчетураской оргерастай,пловеской ги по профилактике инфекций и проверке стерилизации. Prieš tyrimą instrumentai buvo sterilizuoti ir tikrinti Advanced Sterilization Products (ASP, Johnson & Johnson), komercinės organizacijos, teikiančios infekcijų prevencijos ir sterilizacijos tikrinimo paslaugas.
Įrankių perdirbimas.a) Endoskopai dedami į dėklus po kiekvieno sterilizavimo naudojant STERRAD apdorojimo procesą.b) SMF ir laidai baigiami atitinkamai šviesolaidinėmis ir elektrinėmis jungtimis, kurios uždaromos prieš perdirbant.
Išvalykite endoskopus atlikdami šiuos veiksmus: (1) nuvalykite endoskopą bepūkuotu skudurėliu, suvilgytu fermentiniame valiklyje nuo proksimalinio iki distalinio;(2) Įmerkite instrumentą į fermentinį ploviklio tirpalą 3 minutėms su vandeniu.audinys be pūkelių.Elektros ir šviesolaidinės jungtys uždengiamos ir pašalinamos iš tirpalo;(3) Endoskopas apvyniojamas ir dedamas į instrumentų dėklą sterilizavimui naudojant STERRAD 100NX, vandenilio peroksido dujų plazmą.santykinai žema temperatūra ir žema drėgmė aplinka.
Šiame tyrime naudotus ir (arba) analizuotus duomenų rinkinius pagrįstu prašymu gali gauti atitinkami autoriai.
Pilonis, ND, Januszewicz, W. & di Pietro, M. Konfokalinė lazerinė endomikroskopija virškinimo trakto endoskopijoje: techniniai aspektai ir klinikiniai pritaikymai. Pilonis, ND, Januszewicz, W. & di Pietro, M. Konfokalinė lazerinė endomikroskopija virškinimo trakto endoskopijoje: techniniai aspektai ir klinikiniai pritaikymai.Pilonis, ND, Januszewicz, V. i di Pietro, M. Konfokalinė lazerinė endomikroskopija gastrointestinalinėje endoskopijoje: techniniai aspektai ir klinikinis taikymas. 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：Techniniai aspektai ir klinikinis pritaikymas.Pilonis, ND, Januszewicz, V. i di Pietro, M. Konfokalinė lazerinė endoskopija gastrointestinalinėje endoskopijoje: techniniai aspektai ir klinikiniai pritaikymai.vertimas virškinimo trakto heparinas.7, 7 (2022).
Al-Mansour, MR ir kt.SAGES TAVAC konfokalinės lazerinės endomikroskopijos saugumo ir veiksmingumo analizė.Operacija.Endoskopija 35, 2091–2103 (2021).
Fugazza, A. ir kt.Konfokalinė lazerinė endoskopija sergant virškinimo trakto ir kasos tulžies ligomis: sisteminė apžvalga ir metaanalizė.Biomedicinos mokslas.saugojimo bakas.vidinis 2016 m., 4638683 (2016 m.).