Děkujeme, že jste navštívili Nature.com.Používáte verzi prohlížeče s omezenou podporou CSS.Chcete-li dosáhnout nejlepšího výsledku, doporučujeme použít aktualizovaný prohlížeč (nebo vypnout režim kompatibility v aplikaci Internet Explorer).Abychom zajistili trvalou podporu, zobrazujeme web bez stylů a JavaScriptu.
Zobrazí karusel tří snímků najednou.Pomocí tlačítek Předchozí a Další můžete procházet třemi snímky najednou nebo pomocí tlačítek posuvníku na konci procházet třemi snímky najednou.
Konfokální laserová endoskopie je nová metoda optické biopsie v reálném čase.Fluorescenční snímky histologické kvality lze získat okamžitě z epitelu dutých orgánů.V současné době se skenování provádí proximálně pomocí nástrojů založených na sondě, které se běžně používají v klinické praxi, s omezenou flexibilitou v ovládání zaostření.Demonstrujeme použití parametrického rezonančního skeneru namontovaného na distálním konci endoskopu k provádění vysokorychlostní laterální výchylky.Do středu reflektoru byl vyleptán otvor pro navinutí světelné dráhy.Tato konstrukce snižuje velikost nástroje na průměr 2,4 mm a délku 10 mm, což umožňuje jeho průchod vpřed pracovním kanálem standardních lékařských endoskopů.Kompaktní čočka poskytuje laterální a axiální rozlišení 1,1 a 13,6 µm.Pracovní vzdálenost 0 µm a zorné pole 250 µm × 250 µm je dosaženo při snímkové frekvenci až 20 Hz.Excitace při 488 nm excituje fluorescein, barvivo schválené FDA pro vysoký tkáňový kontrast.Endoskopy byly repasovány po 18 cyklů bez selhání za použití klinicky schválených sterilizačních metod.Fluorescenční snímky byly získány z normální sliznice tlustého střeva, tubulárních adenomů, hyperplastických polypů, ulcerózní kolitidy a Crohnovy kolitidy během rutinní kolonoskopie.Lze identifikovat jednotlivé buňky, včetně kolonocytů, pohárkových buněk a zánětlivých buněk.Lze rozlišit slizniční znaky, jako jsou struktury krypt, dutiny krypt a lamina propria.Nástroj lze použít jako doplněk ke konvenční endoskopii.
Konfokální laserová endoskopie je nová zobrazovací modalita vyvíjená pro klinické použití jako doplněk k rutinní endoskopii1,2,3.Tyto flexibilní nástroje s optickými vlákny lze použít k detekci onemocnění v epiteliálních buňkách, které vystýlají duté orgány, jako je tlusté střevo.Tato tenká vrstva tkáně je vysoce metabolicky aktivní a je zdrojem mnoha chorobných procesů, jako je rakovina, infekce a záněty.Endoskopie může dosáhnout subcelulárního rozlišení a poskytuje in vivo snímky téměř histologické kvality v reálném čase, které lékařům pomohou při klinických rozhodnutích.Fyzická biopsie tkáně s sebou nese riziko krvácení a perforace.Často se odebírá příliš mnoho nebo příliš málo bioptických vzorků.Každý odstraněný vzorek zvyšuje chirurgické náklady.Vyhodnocení vzorku patologem trvá několik dní.Během dnů čekání na výsledky patologie pacienti často pociťují úzkost.Naproti tomu jiné klinické zobrazovací modality, jako je MRI, CT, PET, SPECT a ultrazvuk, postrádají prostorové rozlišení a časovou rychlost potřebnou k vizualizaci epiteliálních procesů in vivo s subcelulárním rozlišením v reálném čase.
Přístroj založený na sondě (Cellvizio) se v současnosti běžně používá na klinikách k provádění „optické biopsie“.Návrh je založen na prostorově koherentním svazku optických vláken4, který shromažďuje a přenáší fluorescenční obrazy.Jednovláknové jádro funguje jako „díra“ pro prostorové filtrování rozostřeného světla pro subcelulární rozlišení.Snímání se provádí proximálně pomocí velkého, objemného galvanometru.Toto ustanovení omezuje schopnost nástroje pro ovládání zaostření.Správné stanovení stadia časného epiteliálního karcinomu vyžaduje vizualizaci pod povrchem tkáně k posouzení invaze a určení vhodné terapie.Fluorescein, kontrastní látka schválená FDA, se podává intravenózně, aby se zvýraznily strukturální rysy epitelu. Tyto endomikroskopy mají rozměry <2,4 mm v průměru a lze je snadno procházet bioptickým kanálem standardních lékařských endoskopů. Tyto endomikroskopy mají rozměry <2,4 mm v průměru a lze je snadno procházet bioptickým kanálem standardních lékařských endoskopů. Эти эндомикроскопы имеют размеры < 2,4 мм v диаметре a могут быть легййко пировере канал стандартных медицинских эndoskopov. Tyto endomikroskopy mají průměr <2,4 mm a lze je snadno protáhnout bioptickým kanálem standardních lékařských endoskopů.Tyto boroskopy mají průměr menší než 2,4 mm a snadno procházejí bioptickým kanálem standardních lékařských boroskopů.Tato flexibilita umožňuje širokou škálu klinických aplikací a je nezávislá na výrobcích endoskopů.Pomocí tohoto zobrazovacího zařízení byly provedeny četné klinické studie, včetně včasné detekce rakoviny jícnu, žaludku, tlustého střeva a dutiny ústní.Byly vyvinuty zobrazovací protokoly a byla stanovena bezpečnost postupu.
Mikroelektromechanické systémy (MEMS) jsou výkonnou technologií pro navrhování a výrobu malých skenovacích mechanismů používaných v distálním konci endoskopů.Tato poloha (vzhledem k proximální) umožňuje větší flexibilitu při ovládání polohy zaostření5,6.Kromě laterálního vychýlení může distální mechanismus provádět také axiální skeny, postobjektivní skeny a skeny s náhodným přístupem.Tyto schopnosti umožňují komplexnější dotazování epiteliálních buněk, včetně zobrazení vertikálního příčného řezu7, skenování s velkým zorným polem (FOV)8 bez aberací a zlepšený výkon v uživatelsky definovaných podoblastech9.MEMS řeší vážný problém balení skenovacího jádra s omezeným prostorem dostupným na vzdáleném konci přístroje.Ve srovnání s objemnými galvanometry poskytuje MEMS vynikající výkon při malé velikosti, vysoké rychlosti a nízké spotřebě energie.Jednoduchý výrobní proces lze rozšířit pro hromadnou výrobu s nízkými náklady.Již dříve bylo hlášeno mnoho návrhů MEMS10,11,12.Žádná z technologií dosud nebyla dostatečně vyvinuta, aby umožnila široké klinické použití zobrazování in vivo v reálném čase prostřednictvím pracovního kanálu lékařského endoskopu.Zde se snažíme demonstrovat použití MEMS skeneru na distálním konci endoskopu pro in vivo získávání lidského obrazu během rutinní klinické endoskopie.
Pro sběr fluorescenčních snímků in vivo s podobnými histologickými charakteristikami v reálném čase byl vyvinut nástroj s optickými vlákny využívající MEMS skener na distálním konci.Jednovidové vlákno (SMF) je uzavřeno v ohebné polymerní trubici a buzeno při λex = 488 nm.Tato konfigurace zkracuje délku distálního hrotu a umožňuje jeho průchod vpřed pracovním kanálem standardních lékařských endoskopů.Pomocí hrotu vycentrujte optiku.Tyto čočky jsou navrženy tak, aby dosahovaly téměř difrakčního axiálního rozlišení s numerickou aperturou (NA) = 0,41 a pracovní vzdáleností = 0 µm13.Pro přesné vyrovnání optiky 14 jsou vyrobeny přesné podložky. Skener je zabalen v endoskopu s pevným distálním hrotem o průměru 2,4 mm a délce 10 mm (obr. 1a).Tyto rozměry umožňují jeho použití v klinické praxi jako příslušenství při endoskopii (obr. 1b).Maximální výkon laseru dopadajícího na tkáň byl 2 mW.
Konfokální laserová endoskopie (CLE) a MEMS skenery.Fotografie zobrazující (a) zabalený nástroj s rozměry tuhého distálního hrotu o průměru 2,4 mm a délce 10 mm a (b) přímý průchod pracovním kanálem standardního lékařského endoskopu (Olympus CF-HQ190L).(c) Čelní pohled na skener zobrazující reflektor s centrálním otvorem 50 µm, kterým prochází budicí paprsek.Skener je namontován na kardanovém závěsu poháněném sadou kvadraturních hřebenových pohonů.Rezonanční frekvence zařízení je dána velikostí torzní pružiny.(d) Boční pohled na skener zobrazující skener namontovaný na stojanu s dráty připojenými k elektrodovým kotvám, které poskytují spojovací body pro signály pohonu a napájení.
Skenovací mechanismus se skládá z kardanového reflektoru poháněného sadou hřebenem poháněných kvadraturních aktuátorů pro vychylování paprsku do strany (rovina XY) v Lissajousově vzoru (obr. 1c).Do středu byl vyleptán otvor o průměru 50 um, kterým procházel excitační paprsek.Skener je poháněn na rezonanční frekvenci konstrukce, kterou lze doladit změnou rozměrů torzní pružiny.Na obvodu zařízení byly vyryty kotvy elektrod, aby byly zajištěny přípojné body pro napájecí a řídicí signály (obr. 1d).
Zobrazovací systém je namontován na přenosném vozíku, který lze přemístit na operační sál.Grafické uživatelské rozhraní bylo navrženo tak, aby podporovalo uživatele s minimálními technickými znalostmi, jako jsou lékaři a sestry.Ručně zkontrolujte frekvenci pohonu skeneru, režim tvaru paprsku a FOV obrázku.
Celková délka endoskopu je přibližně 4 m, aby umožnila plný průchod nástrojů pracovním kanálem standardního lékařského endoskopu (1,68 m), s délkou navíc pro manévrovatelnost.Na proximálním konci endoskopu SMF a vodiče končí v konektorech, které se připojují k optickým a kabelovým portům základnové stanice.Instalace obsahuje laser, filtrační jednotku, vysokonapěťový zesilovač a detektor fotonásobiče (PMT).Zesilovač dodává napájení a řídicí signály skeneru.Jednotka optického filtru spojuje excitaci laseru s SMF a předává fluorescenci do PMT.
Endoskopy jsou po každém klinickém postupu repasovány pomocí sterilizačního procesu STERRAD a vydrží až 18 cyklů bez selhání.U roztoku OPA nebyly po více než 10 dezinfekčních cyklech pozorovány žádné známky poškození.Výsledky OPA předčily výsledky STERRAD, což naznačuje, že životnost endoskopů by mohla být prodloužena vysoce účinnou dezinfekcí spíše než opakovanou sterilizací.
Rozlišení obrazu bylo stanoveno z funkce bodového šíření pomocí fluorescenčních kuliček o průměru 0,1 μm.Pro laterální a axiální rozlišení byla naměřena plná šířka v polovině maxima (FWHM) 1,1 a 13,6 um (obr. 2a, b).
Možnosti obrázku.Boční (a) a axiální (b) rozlišení fokusační optiky je charakterizováno funkcí bodového rozprostření (PSF) měřenou pomocí fluorescenčních mikrokuliček o průměru 0,1 μm.Naměřená plná šířka v polovině maxima (FWHM) byla 1,1 a 13,6 um.Vložka: Jsou zobrazeny rozšířené pohledy na jednu mikrokuličku v příčném (XY) a axiálním (XZ) směru.(c) Fluorescenční snímek získaný ze standardního (USAF 1951) cílového proužku (červený ovál), který ukazuje, že skupiny 7-6 lze jasně rozlišit.(d) Obraz rozptýlených fluorescenčních mikrokuliček o průměru 10 um ukazující zorné pole obrazu 250 um x 250 um.PSF v (a, b) byly vytvořeny pomocí MATLAB R2019a (https://www.mathworks.com/).(c, d) Fluorescenční snímky byly shromážděny pomocí LabVIEW 2021 (https://www.ni.com/).
Fluorescenční snímky z objektivů se standardním rozlišením jasně odlišují sadu sloupců ve skupinách 7-6, která zachovává vysoké boční rozlišení (obr. 2c).Zorné pole (FOV) 250 µm × 250 µm bylo určeno ze snímků fluorescenčních kuliček o průměru 10 µm rozptýlených na krycích sklíčkách (obr. 2d).
V klinickém zobrazovacím systému je implementována automatizovaná metoda pro řízení zisku PMT a fázovou korekci, aby se snížily pohybové artefakty z endoskopů, peristaltiky tlustého střeva a dýchání pacienta.Algoritmy rekonstrukce a zpracování obrazu byly popsány dříve14,15.Zesílení PMT je řízeno proporcionálně-integrálním (PI) regulátorem, aby se zabránilo saturaci intenzity16.Systém čte maximální intenzitu pixelů pro každý snímek, vypočítává proporcionální a integrální odezvy a určuje hodnoty zisku PMT, aby bylo zajištěno, že intenzita pixelů je v povoleném rozsahu.
Během zobrazování in vivo může fázový nesoulad mezi pohybem skeneru a řídicím signálem způsobit rozmazání obrazu.K takovým účinkům může dojít v důsledku změn teploty zařízení uvnitř lidského těla.Snímky v bílém světle ukázaly, že endoskop byl v kontaktu s normální sliznicí tlustého střeva in vivo (obrázek 3a).Na nezpracovaných snímcích normální sliznice tlustého střeva lze vidět rozmazání nesprávně zarovnaných pixelů (obrázek 3b).Po ošetření se správnou fází a úpravou kontrastu bylo možné rozlišit subcelulární rysy sliznice (obr. 3c).Pro další informace jsou surové konfokální obrazy a zpracované obrazy v reálném čase zobrazeny na obr. S1 a parametry rekonstrukce obrazu používané pro real-time a následné zpracování jsou uvedeny v tabulce S1 a tabulce S2.
Zpracování obrazu.(a) Širokoúhlý endoskopický snímek zobrazující endoskop (E) umístěný v kontaktu s normální (N) sliznicí tlustého střeva pro sběr fluorescenčních snímků in vivo po podání fluoresceinu.(b) Pohyb v osách X a Y během skenování může způsobit rozmazání nesprávně zarovnaných pixelů.Pro demonstrační účely je na původní snímek aplikován velký fázový posun.(c) Po korekci fáze po zpracování lze posoudit detaily sliznice, včetně struktur krypt (šipky), s centrálním lumenem (l) obklopeným lamina propria (lp).Lze rozlišit jednotlivé buňky, včetně kolonocytů (c), pohárkových buněk (g) a zánětlivých buněk (šipky).Viz další video 1. (b, c) Snímky zpracované pomocí LabVIEW 2021.
Konfokální fluorescenční obrazy byly získány in vivo u několika onemocnění tlustého střeva, aby se demonstrovala široká klinická použitelnost nástroje.Širokoúhlé zobrazení se nejprve provádí pomocí bílého světla, aby se zjistila hrubě abnormální sliznice.Endoskop se poté posune pracovním kanálem kolonoskopu a přivede se do kontaktu se sliznicí.
Širokoúhlé endoskopické snímky, konfokální endomikroskopie a histologické snímky (H&E) jsou zobrazeny pro neoplazii tlustého střeva, včetně tubulárního adenomu a hyperplastického polypu. Širokoúhlé endoskopické snímky, konfokální endomikroskopie a histologické snímky (H&E) jsou zobrazeny pro neoplazii tlustého střeva, včetně tubulárního adenomu a hyperplastického polypu. Широкопольная эндоскопия, конфокальная эндомикроскопия и гистологическио (H&E) для неоплазии толстой кишки, включая тубулярную аденому и гиперпластический . Endoskopie tlustého střeva, konfokální endomikroskopie a histologické zobrazení (H&E) jsou indikovány u neoplazie tlustého střeva, včetně tubulárního adenomu a hyperplastického polypu.显示结肠肿瘤（包括管状腺瘤和增生性息肉）的广角内窥镜检埥、共蜾怣倁共蜾怣倁兘蜾怣倁兘蜾怣倁共蜾怣倁共朾怣焦共朾怣组织学(H&E) 图像。共设计脚肠化(图像管状躰化和增生性息肉)的广角内刵霱录共共共咕咕别兾娕光别兾娱光别Obrázek 果学(H&E). Широкопольная эндоскопия, конфокальная микроэндоскопия и гистологическио, H&E)зеная ающие опухоли толстой кишки, включая тубулярные аденомы и гиперпластические пыпы. Širokoúhlé endoskopie, konfokální mikroendoskopie a histologické (H&E) snímky ukazující nádory tlustého střeva, včetně tubulárních adenomů a hyperplastických polypů.Tubulární adenomy vykazovaly ztrátu normální architektury krypty, zmenšení velikosti pohárkových buněk, distorzi lumen krypty a ztluštění lamina propria (obr. 4a-c).Hyperplastické polypy vykazovaly hvězdicovou architekturu krypt, málo pohárkových buněk, štěrbinovitý lumen krypt a nepravidelné lamelární krypty (obr. 4d-f).
Obrázek slizniční tlusté kůže in vivo. Reprezentativní snímky endoskopie bílého světla, konfokálního endomikroskopu a histologie (H&E) jsou uvedeny pro (ac) adenom, (df) hyperplastický polyp, (gi) ulcerózní kolitidu a (jl) Crohnovu kolitidu. Reprezentativní snímky endoskopie bílého světla, konfokálního endomikroskopu a histologie (H&E) jsou uvedeny pro (ac) adenom, (df) hyperplastický polyp, (gi) ulcerózní kolitidu a (jl) Crohnovu kolitidu. Типичные изображения эндоскопии в белом свете, конфокального эндомикроскопио ы для (ac) аденомы, (df) гиперпластического полипа, (gi) язвенного колита и (jl) колина . Typické snímky z endoskopie bílého světla, konfokálního endomikroskopu a histologie (H&E) jsou zobrazeny pro (ac) adenom, (df) hyperplastický polyp, (gi) ulcerózní kolitidu a (jl) Crohnovu kolitidu.显示了(ac) 腺瘤、(df) 增生性息肉、(gi) 溃疡性结肠炎和(jl) 克罗恩绡註傥丕慣绡註奥丆检查、共聚焦内窥镜检查和组织学( H&E) 图像。 Zobrazuje se (ac) 躰真、(df) 增生性息肉、(gi) 苏盖性红肠炎和(jl) 克罗恩红肠炉恉红肠炎悀肀肧だ炎傀肧堂ェだ共公司内肠肠炎性和电视学(H&E ) obraz. Представлены репрезентативные эндоскопия в белом свете, конфокальная эндоскиопия мы, (df) гиперпластического полипоза, (gi) язвенного колита и (jl) колита Крона (H&E). Jsou ukázány reprezentativní endoskopie v bílém světle, konfokální endoskopie a histologie (ac) adenomu, (df) hyperplastické polypózy, (gi) ulcerózní kolitidy a (jl) Crohnovy kolitidy (H&E).(B) ukazuje konfokální obraz získaný in vivo z tubulárního adenomu (TA) pomocí endoskopu (E).Tato prekancerózní léze vykazuje ztrátu normální architektury krypty (šipka), deformaci lumen krypty (l) a shlukování lamina propria krypty (lp).Lze také identifikovat kolonocyty (c), pohárkové buňky (g) a zánětlivé buňky (šipky).Smt.Doplňkové video 2. (e) ukazuje konfokální obraz získaný z hyperplastického polypu (HP) in vivo.Tato benigní léze vykazuje hvězdicovou architekturu krypty (šipka), štěrbinovitý lumen krypty (l) a nepravidelně tvarovanou lamina propria (lp).Lze také identifikovat kolonocyty (c), několik pohárkových buněk (g) a zánětlivé buňky (šipky).Smt.Doplňkové video 3. (h) ukazuje konfokální snímky získané u ulcerózní kolitidy (UC) in vivo.Tento zánětlivý stav vykazuje deformovanou architekturu krypt (šipka) a prominentní pohárkové buňky (g).Peří fluoresceinu (f) jsou vytlačována z epiteliálních buněk, což odráží zvýšenou vaskulární permeabilitu.V lamina propria (lp) jsou vidět četné zánětlivé buňky (šipky).Smt.Doplňkové video 4. (k) ukazuje konfokální obraz získaný in vivo z oblasti Crohnovy kolitidy (CC).Tento zánětlivý stav vykazuje deformovanou architekturu krypt (šipka) a prominentní pohárkové buňky (g).Peří fluoresceinu (f) jsou vytlačována z epiteliálních buněk, což odráží zvýšenou vaskulární permeabilitu.V lamina propria (lp) jsou vidět četné zánětlivé buňky (šipky).Smt.Doplňkové video 5. (b, d, h, l) Snímky zpracované pomocí LabVIEW 2021.
Je ukázán podobný soubor snímků zánětu tlustého střeva, včetně ulcerózní kolitidy (UC) (obrázek 4g-i) a Crohnovy kolitidy (obrázek 4j-l).Předpokládá se, že zánětlivá odpověď je charakterizována deformovanými strukturami krypt s vyčnívajícími pohárkovými buňkami.Fluorescein je vytlačován z epiteliálních buněk, což odráží zvýšenou vaskulární permeabilitu.V lamina propria lze vidět velké množství zánětlivých buněk.
Ukázali jsme klinickou aplikaci flexibilního konfokálního laserového endoskopu s vlákny, který používá distálně umístěný MEMS skener pro in vivo získávání obrazu.Při rezonanční frekvenci lze dosáhnout snímkové frekvence až 20 Hz pomocí režimu skenování Lissajous s vysokou hustotou pro snížení pohybových artefaktů.Optická dráha je složena tak, aby poskytovala expanzi paprsku a numerickou aperturu dostatečnou k dosažení laterálního rozlišení 1,1 um.Fluorescenční snímky histologické kvality byly získány během rutinní kolonoskopie normální sliznice tlustého střeva, tubulárních adenomů, hyperplastických polypů, ulcerózní kolitidy a Crohnovy kolitidy.Lze identifikovat jednotlivé buňky, včetně kolonocytů, pohárkových buněk a zánětlivých buněk.Lze rozlišit slizniční znaky, jako jsou struktury krypt, dutiny krypt a lamina propria.Přesný hardware je mikroobroben, aby bylo zajištěno přesné vyrovnání jednotlivých optických a mechanických součástí v rámci nástroje o průměru 2,4 mm x délce 10 mm.Optická konstrukce dostatečně zkracuje délku tuhého distálního hrotu, aby umožnila přímý průchod pracovním kanálem standardní velikosti (průměr 3,2 mm) v lékařských endoskopech.Bez ohledu na výrobce tedy může být přístroj široce využíván lékaři v místě bydliště.Excitace byla provedena při λex = 488 nm pro excitaci fluoresceinu, barviva schváleného FDA, pro získání vysokého kontrastu.Přístroj byl bez problémů repasován po dobu 18 cyklů za použití klinicky uznávaných sterilizačních metod.
Dva další designy nástrojů byly klinicky ověřeny.Cellvizio (Mauna Kea Technologies) je konfokální laserový endoskop (pCLE) založený na sondě, který využívá svazek multimódových koherentních kabelů z optických vláken ke sběru a přenosu fluorescenčních snímků1.Galvo zrcadlo umístěné na základní stanici provádí laterální skenování na proximálním konci.Optické řezy se shromažďují v horizontální (XY) rovině s hloubkou 0 až 70 µm.Sady mikrosond jsou dostupné od 0,91 (19 G jehla) do 5 mm v průměru.Bylo dosaženo laterálního rozlišení 1 až 3,5 um.Obrázky byly shromažďovány při snímkové frekvenci 9 až 12 Hz s jednorozměrným zorným polem od 240 do 600 um.Platforma byla klinicky používána v různých oblastech včetně žlučovodu, močového měchýře, tlustého střeva, jícnu, plic a slinivky břišní.Optiscan Pty Ltd vyvinul konfokální laserový endoskop (eCLE) na bázi endoskopu se skenovacím motorem zabudovaným do zaváděcí trubice (distální konec) profesionálního endoskopu (EC-3870K, Pentax Precision Instruments) 17 .Optická sekce byla provedena pomocí jednovidového vlákna a boční skenování bylo provedeno pomocí konzolového mechanismu přes rezonanční ladičku.K vytvoření axiálního posunutí se používá aktuátor Shape Memory Alloy (Nitinol).Celkový průměr konfokálního modulu je 5 mm.Pro ostření se používá objektiv GRIN s numerickou aperturou NA = 0,6.Horizontální snímky byly pořízeny s laterálním a axiálním rozlišením 0,7 a 7 µm, v tomto pořadí, při snímkové frekvenci 0,8–1,6 Hz a zorném poli 500 µm × 500 µm.
Demonstrujeme subcelulární rozlišení in vivo fluorescenční zobrazování z lidského těla pomocí lékařského endoskopu s použitím distálního konce MEMS skeneru.Fluorescence poskytuje vysoký kontrast obrazu a ligandy, které se vážou na buněčné povrchové cíle, mohou být značeny fluorofory, aby poskytly molekulární identitu pro lepší diagnostiku onemocnění18.Další optické techniky pro in vivo mikroendoskopii jsou také vyvíjeny. OCT využívá krátkou koherenční délku ze širokopásmového světelného zdroje ke sběru snímků ve vertikální rovině s hloubkami >1 mm19. OCT využívá krátkou koherenční délku ze širokopásmového světelného zdroje ke sběru snímků ve vertikální rovině s hloubkami >1 mm19. ОКТ использует короткую длину когерентности широкополосного источника света долевирсти кальной плоскости с глубиной >1 мм19. OCT využívá krátkou koherenční délku širokopásmového světelného zdroje k získání snímků ve vertikální rovině s hloubkou >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 долония сура бине >1 мм19 ve вертикальной плоскости. OCT využívá krátkou koherenční délku širokopásmového světelného zdroje k získání snímků > 1 mm19 ve vertikální rovině.Tento přístup s nízkým kontrastem však spoléhá na sběr zpětně rozptýleného světla a rozlišení obrazu je omezeno tečkovanými artefakty.Fotoakustická endoskopie generuje in vivo obrazy založené na rychlé termoelastické expanzi ve tkáni po absorpci laserového pulzu, který generuje zvukové vlny20. Tento přístup prokázal hloubku zobrazení > 1 cm v lidském tlustém střevě in vivo pro monitorování terapie. Tento přístup prokázal hloubku zobrazení > 1 cm v lidském tlustém střevě in vivo pro monitorování terapie. Этот подход продемонстрировал глубину визуализации > 1 см в толстой кишке ченонововал терапии. Tento přístup prokázal hloubku zobrazení >1 cm v lidském tlustém střevě in vivo pro monitorování terapie.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 ринга терапии. Tento přístup byl demonstrován při zobrazování v hloubkách > 1 cm v lidském tlustém střevě in vivo pro monitorování terapie.Kontrast je produkován hlavně hemoglobinem ve vaskulatuře.Multifotonová endoskopie vytváří vysoce kontrastní fluorescenční obrazy, když dva nebo více fotonů NIR zasáhne tkáňové biomolekuly současně21. Tímto přístupem lze dosáhnout hloubek zobrazení >1 mm s nízkou fototoxicitou. Tímto přístupem lze dosáhnout hloubek zobrazení >1 mm s nízkou fototoxicitou. Этот подход может обеспечить глубину изображения > 1 мм с низкой фототокстичн Tento přístup může poskytnout hloubku obrazu > 1 mm s nízkou fototoxicitou.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 фототокстичн Tento přístup může poskytnout hloubku obrazu > 1 mm s nízkou fototoxicitou.Jsou vyžadovány vysoce intenzivní pulsy femtosekundového laseru a tato metoda nebyla při endoskopii klinicky prokázána.
U tohoto prototypu skener provádí pouze boční vychylování, takže optická část je v horizontální (XY) rovině.Zařízení je schopno pracovat při vyšší snímkové frekvenci (20 Hz) než galvanická zrcadla (12 Hz) v systému Cellvizio.Zvyšte snímkovou frekvenci pro snížení pohybových artefaktů a snižte snímkovou frekvenci pro zesílení signálu.Ke zmírnění velkých pohybových artefaktů způsobených endoskopickým pohybem, respiračním pohybem a intestinální motilitou jsou zapotřebí vysokorychlostní a automatizované algoritmy.Ukázalo se, že parametrické rezonanční skenery dosahují axiálních posunů přesahujících stovky mikronů22. Snímky mohou být shromažďovány ve vertikální rovině (XZ), kolmé k povrchu sliznice, aby poskytovaly stejný pohled jako histologie (H&E). Snímky mohou být shromažďovány ve vertikální rovině (XZ), kolmé k povrchu sliznice, aby poskytovaly stejný pohled jako histologie (H&E). Изображения могут быть получены вертикальной плоскости (XZ), перпендикулярнойй оболочки, чтобы обеспечить такое же изображение, как при гистологии (H&E). Snímky lze pořizovat ve vertikální rovině (XZ) kolmé na povrch sliznice, aby se získal stejný obraz jako v histologii (H&E).可以在垂直于粘膜表面的垂直平面(XZ) 中收集图像，以提供与组织学学(H&E) 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 вертикальной плоскости (XZ), перпендикулярнойй оболочки, чтобы обеспечить такое же изображение, как при гистологическом исследия). Snímky lze pořizovat ve vertikální rovině (XZ) kolmé na povrch sliznice, aby se získal stejný obraz jako při histologickém vyšetření (H&E).Skener lze umístit do postobjektivní polohy, kde paprsek osvětlení dopadá podél hlavní optické osy, aby se snížila citlivost na aberace8.Téměř difrakčně omezené ohniskové objemy se mohou odchylovat v libovolně velkých zorných polích.Skenování s náhodným přístupem lze provádět k vychýlení reflektorů do uživatelem definovaných poloh9.Zorné pole lze zmenšit, aby se zvýraznily libovolné oblasti obrazu, čímž se zlepší poměr signálu k šumu, kontrast a snímková frekvence.Skenery lze hromadně vyrábět pomocí jednoduchých procesů.Na každém křemíkovém plátku lze vyrobit stovky zařízení pro zvýšení produkce pro nízkonákladovou hromadnou výrobu a širokou distribuci.
Složená dráha světla zmenšuje velikost tuhého distálního hrotu, což usnadňuje použití endoskopu jako příslušenství během rutinní kolonoskopie.Na uvedených fluorescenčních snímcích lze vidět subcelulární rysy sliznice pro rozlišení tubulárních adenomů (prekancerózní) od hyperplastických polypů (benigní).Tyto výsledky naznačují, že endoskopie může snížit počet zbytečných biopsií23.Lze snížit celkové komplikace spojené s chirurgickým zákrokem, optimalizovat intervaly sledování a minimalizovat histologickou analýzu drobných lézí.Ukazujeme také in vivo snímky pacientů se zánětlivým onemocněním střev, včetně ulcerózní kolitidy (UC) a Crohnovy kolitidy.Konvenční kolonoskopie bílým světlem poskytuje makroskopický pohled na povrch sliznice s omezenou schopností přesně posoudit hojení sliznice.Endoskopie může být použita in vivo k hodnocení účinnosti biologických terapií, jako jsou protilátky anti-TNF24.Přesné hodnocení in vivo může také snížit nebo zabránit recidivě onemocnění a komplikacím, jako je chirurgický zákrok, a zlepšit kvalitu života.V klinických studiích spojených s použitím endoskopů obsahujících fluorescein in vivo nebyly hlášeny žádné závažné nežádoucí účinky25. Výkon laseru na povrchu sliznice byl omezen na <2 mW, aby se minimalizovalo riziko tepelného poranění a splnily požadavky FDA na nevýznamné riziko26 na 21 CFR 812. Výkon laseru na povrchu sliznice byl omezen na <2 mW, aby se minimalizovalo riziko tepelného poranění a splnily požadavky FDA na nevýznamné riziko26 na 21 CFR 812. Мощность лазера на поверхности слизистой оболочк životech ждения и соответствовать Výkon laseru na povrchu sliznice byl omezen na <2 mW, aby se minimalizovalo riziko tepelného poškození a splnily požadavky FDA na zanedbatelné riziko26 podle 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DA满2 褶12 FR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, чевтой к термического повреждения a соответствовать требованиям FDA 21 CFR 812 относительнина 6 не Výkon laseru na povrchu sliznice byl omezen na <2 mW, aby se minimalizovalo riziko tepelného poškození a splnily požadavky FDA 21 CFR 812 pro zanedbatelné riziko26.
Pro zlepšení kvality obrazu lze upravit design přístroje.K dispozici je speciální optika pro snížení sférické aberace, zlepšení rozlišení obrazu a zvýšení pracovní vzdálenosti.SIL lze vyladit tak, aby lépe odpovídala indexu lomu tkáně (~1,4), aby se zlepšilo spojení světla.Frekvenci pohonu lze upravit tak, aby se zvětšil boční úhel skeneru a rozšířilo se zorné pole obrazu.Pro zmírnění tohoto efektu můžete použít automatizované metody k odstranění rámečků obrazu s výrazným pohybem.K zajištění vysoce výkonné full-frame korekce v reálném čase bude použito pole programovatelné hradlové pole (FPGA) s vysokorychlostním sběrem dat.Pro větší klinickou využitelnost musí automatizované metody korigovat fázový posun a pohybové artefakty pro interpretaci obrazu v reálném čase.Pro zavedení axiálního skenování 22 lze implementovat monolitický 3osý parametrický rezonanční skener. Tato zařízení byla vyvinuta k dosažení bezprecedentního vertikálního posunutí >400 µm vyladěním frekvence měniče v režimu, který se vyznačuje smíšenou dynamikou změkčení/ztužení27. Tato zařízení byla vyvinuta k dosažení bezprecedentního vertikálního posunutí >400 µm vyladěním frekvence měniče v režimu, který se vyznačuje smíšenou dynamikou změkčení/ztužení27. Эти устройства были разработаны для достижения беспрецедед п п п п п п п ч ч ч ч ч ч ч ч ч ч ч ч ч ч ч ч ч ч ч ч ч ч ч ч ч ч ч ч ч ч ч ч ч ч ч ч ч ч ч ч ч ч ч ч ч ч ч ждения в режиме, который характеризуется смешанной динамикой смягчения. Tato zařízení byla navržena tak, aby dosáhla bezprecedentního vertikálního posunutí > 400 µm nastavením frekvence pohonu v režimu, který se vyznačuje smíšenou dynamikou měkké a tvrdé27.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掉送下调掉送下调掊送下调掊送下调掊有混合软化有的>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 硬化 学 学 状态 下 豶态 下 芶态 下现 的> 400 µm 的 垂直 位 移 27。 Эти устройства были разработаны для достижения беспрецедентных вертикальных 4ммех астройки частоты срабатывания в режиме со смешанной кинетикой размягчея22я/зеватвер Tato zařízení byla navržena tak, aby dosahovala bezprecedentních vertikálních posunů >400 µm úpravou spouštěcí frekvence v režimu smíšené kinetiky změkčování/tvrdnutí27.V budoucnu může vertikální příčné zobrazování pomoci při stanovení časného stadia rakoviny (T1a).Kapacitní snímací obvod může být implementován pro sledování pohybu skeneru a korekci fázového posunu 28.Automatická kalibrace fáze pomocí obvodu snímače může nahradit manuální kalibraci přístroje před použitím.Spolehlivost přístroje lze zlepšit použitím spolehlivějších technik těsnění přístroje, aby se zvýšil počet zpracovatelských cyklů.Technologie MEMS slibuje urychlení použití endoskopů pro vizualizaci epitelu dutých orgánů, diagnostiku onemocnění a monitorování léčby minimálně invazivním způsobem.S dalším vývojem by se tato nová zobrazovací modalita mohla stát levným řešením pro použití jako doplněk lékařských endoskopů pro okamžité histologické vyšetření a mohla by případně nahradit tradiční patologickou analýzu.
Simulace sledování paprsku byly provedeny pomocí softwaru pro návrh optiky ZEMAX (verze 2013) pro stanovení parametrů zaostřovací optiky.Kritéria návrhu zahrnují téměř difrakční axiální rozlišení, pracovní vzdálenost = 0 µm a zorné pole (FOV) větší než 250 × 250 µm2.Pro buzení na vlnové délce λex = 488 nm bylo použito jednovidové vlákno (SMF).Achromatické dublety se používají ke snížení rozptylu kolekce fluorescence (obrázek 5a).Paprsek prochází SMF s průměrem modového pole 3,5 μm a bez zkrácení prochází středem reflektoru o průměru apertury 50 μm.Použijte tvrdou imerzní (hemisférickou) čočku s vysokým indexem lomu (n = 2,03), abyste minimalizovali sférickou aberaci dopadajícího paprsku a zajistili plný kontakt s povrchem sliznice.Zaostřovací optika poskytuje celkovou NA = 0,41, kde NA = nsinα, n je index lomu tkáně, α je maximální úhel konvergence svazku.Boční a axiální rozlišení s omezenou difrakcí je 0,44 a 6,65 um, v daném pořadí, za použití NA = 0,41, A = 488 nm a n = 1,3313.Byly uvažovány pouze komerčně dostupné čočky s vnějším průměrem (OD) ≤ 2 mm.Optická dráha je složena a paprsek opouštějící SMF prochází centrálním otvorem skeneru a je odražen zpět pevným zrcadlem (průměr 0,29 mm).Tato konfigurace zkracuje délku tuhého distálního konce pro usnadnění dopředného průchodu endoskopu standardním (průměr 3,2 mm) pracovním kanálem lékařských endoskopů.Tato funkce usnadňuje použití jako příslušenství během rutinní endoskopie.
Složený světlovod a balení endoskopu.(a) Budicí paprsek vystupuje z OBC a prochází centrálním otvorem skeneru.Paprsek se rozšiřuje a odráží od pevného kruhového zrcadla zpět do skeneru pro boční vychýlení.Zaostřovací optika se skládá z páru achromatických dubletových čoček a pevné imerzní (hemisférické) čočky zajišťující kontakt s povrchem sliznice.ZEMAX 2013 (https://www.zemax.com/) pro optický design a simulaci sledování paprsku.(b) Zobrazuje umístění různých součástí přístroje, včetně jednovidového vlákna (SMF), skeneru, zrcadel a čoček.Pro 3D modelování obalu endoskopu byl použit Solidworks 2016 (https://www.solidworks.com/).
Jako „díra“ pro prostorovou filtraci rozostřeného světla byl použit SMF (#460HP, Thorlabs) s průměrem modového pole 3,5 µm při vlnové délce 488 nm (obr. 5b).SMF jsou uzavřeny v pružných polymerových trubicích (#Pebax 72D, Nordson MEDICAL).Pro zajištění dostatečné vzdálenosti mezi pacientem a zobrazovacím systémem se používá délka přibližně 4 metry.Pár 2 mm achromatických dubletových čoček potažených MgF2 (#65568, #65567, Edmund Optics) a 2 mm nepotažené polokulové čočky (#90858, Edmund Optics) byly použity pro zaostření paprsku a sběr fluorescence.Vložte koncovou trubici z nerezové oceli (4 mm dlouhou, 2,0 mm vnější průměr, 1,6 mm vnitřní průměr) mezi pryskyřici a vnější trubici, abyste izolovali vibrace skeneru.K ochraně přístroje před tělesnými tekutinami a manipulačními postupy používejte lékařská lepidla.K ochraně konektorů použijte smršťovací hadičky.
Kompaktní skener je vyroben na principu parametrické rezonance.Vyleptejte 50 µm otvor ve středu reflektoru pro přenos budícího paprsku.Pomocí sady kvadraturních hřebenových pohonů je roztažený paprsek vychylován příčně v ortogonálním směru (rovina XY) v Lissajousově režimu.Deska sběru dat (#DAQ PCI-6115, NI) byla použita pro generování analogových signálů pro řízení skeneru.Napájení bylo zajištěno vysokonapěťovým zesilovačem (#PDm200, PiezoDrive) přes tenké dráty (#B4421241, MWS Wire Industries).Proveďte kabeláž na kotvě elektrody.Skener pracuje na frekvencích blízkých 15 kHz (rychlá osa) a 4 kHz (pomalá osa) pro dosažení FOV až 250 µm × 250 µm.Video lze natáčet se snímkovou frekvencí 10, 16 nebo 20 Hz.Tyto obnovovací frekvence se používají k tomu, aby odpovídaly opakovací frekvenci vzoru Lissajousova skenování, která závisí na hodnotě X a Y excitačních frekvencí skeneru29.Podrobnosti o kompromisech mezi snímkovou frekvencí, rozlišením pixelů a hustotou skenovacího vzoru jsou uvedeny v naší předchozí práci14.
Pevný laser (#OBIS 488 LS, koherentní) poskytuje λex = 488 nm pro excitaci fluoresceinu pro kontrast obrazu (obr. 6a).Optické pigtaily jsou k filtrační jednotce připojeny přes FC/APC konektory (ztráta 1,82 dB) (obr. 6b).Paprsek je vychylován dichroickým zrcadlem (#WDM-12P-111-488/500:600, Oz Optics) v SMF přes další FC/APC konektor.V souladu s 21 CFR 812 je dopadající výkon do tkáně omezen na maximálně 2 mW, aby byly splněny požadavky FDA pro zanedbatelné riziko.Fluorescence prošla dichroickým zrcadlem a dlouhým transmisním filtrem (#BLP01-488R, Semrock).Fluorescence byla přenesena do fotonásobiče trubicového (PMT) detektoru (#H7422-40, Hamamatsu) přes FC/PC konektor pomocí ~1 m dlouhého multimodového vlákna s průměrem jádra 50 um.Fluorescenční signály byly zesíleny vysokorychlostním proudovým zesilovačem (#59-179, Edmund Optics).Pro sběr dat a zpracování obrazu v reálném čase byl vyvinut speciální software (LabVIEW 2021, NI).Nastavení výkonu laseru a zesílení PMT určuje mikrokontrolér (#Arduino UNO, Arduino) pomocí speciální desky s plošnými spoji.SMF a vodiče končí v konektorech a připojují se k portům optických vláken (F) a kabelových (W) na základnové stanici (obrázek 6c).Zobrazovací systém je umístěn na přenosném vozíku (obrázek 6d). K omezení svodového proudu na <500 μA byl použit izolační transformátor. K omezení svodového proudu na <500 μA byl použit izolační transformátor. Для ограничения тока утечки до <500 мкА использовался изолирующий трансформатор. K omezení svodového proudu na <500 µA byl použit izolační transformátor.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 do <500 мкА. Použijte oddělovací transformátor k omezení svodového proudu na <500 µA.
vizualizační systém.(a) PMT, laser a zesilovač jsou v základnové stanici.(b) Ve skupině filtrů prochází laser (modrý) optickým kabelem přes konektor FC/APC.Paprsek je vychylován dichroickým zrcadlem (DM) do jednovidového vlákna (SMF) přes druhý FC/APC konektor.Fluorescence (zelená) prochází přes DM a dlouhý propustný filtr (LPF) do PMT přes multimode vlákno (MMF).(c) Proximální konec endoskopu je připojen k portu optického vlákna (F) a kabelového portu (W) základnové stanice.(d) Endoskop, monitor, základní stanice, počítač a izolační transformátor na přenosném vozíku.(a, c) Solidworks 2016 byl použit pro 3D modelování komponent zobrazovacího systému a endoskopu.
Laterální a axiální rozlišení zaostřovací optiky bylo měřeno z funkce bodového rozptylu fluorescenčních mikrokuliček (#F8803, Thermo Fisher Scientific) o průměru 0,1 um.Sbírejte snímky horizontálním a vertikálním překládáním mikrokuliček v krocích po 1 µm pomocí lineárního stolku (# M-562-XYZ, DM-13, Newport).Skládání obrázků pomocí ImageJ2 k získání příčných řezů mikrokuliček.
Pro sběr dat a zpracování obrazu v reálném čase byl vyvinut speciální software (LabVIEW 2021, NI).Na Obr.7 ukazuje přehled rutin používaných k ovládání systému.Uživatelské rozhraní se skládá ze sběru dat (DAQ), hlavního panelu a ovládacího panelu.Panel sběru dat spolupracuje s hlavním panelem a shromažďuje a ukládá nezpracovaná data, poskytuje vstup pro vlastní nastavení sběru dat a spravuje nastavení ovladače skeneru.Hlavní panel umožňuje uživateli vybrat požadovanou konfiguraci pro použití endoskopu, včetně řídicího signálu skeneru, snímkové frekvence videa a parametrů akvizice.Tento panel také umožňuje uživateli zobrazit a ovládat jas a kontrast obrazu.Pomocí nezpracovaných dat jako vstupu vypočítá algoritmus optimální nastavení zesílení pro PMT a automaticky tento parametr upraví pomocí proporcionálně integrálního (PI)16 zpětnovazebního řídicího systému.Řídicí deska spolupracuje s hlavní deskou a deskou sběru dat pro řízení výkonu laseru a zesílení PMT.
Architektura softwaru systému.Uživatelské rozhraní se skládá z modulů (1) sběr dat (DAQ), (2) hlavní panel a (3) ovládací panel.Tyto programy běží souběžně a komunikují spolu prostřednictvím front zpráv.Klíčem je MEMS: Microelectromechanical System, TDMS: Technical Data Control Flow, PI: Proportional Integral, PMT: Photomultiplier.Soubory obrázků a videa se ukládají ve formátech BMP a AVI.
Algoritmus fázové korekce se používá k výpočtu rozptylu intenzit obrazových pixelů při různých fázových hodnotách, aby se určila maximální hodnota použitá k doostření obrazu.Pro korekci v reálném čase je rozsah fázového skenování ±2,86° s relativně velkým krokem 0,286° pro zkrácení doby výpočtu.Navíc použití částí obrazu s menším počtem vzorků dále zkracuje dobu výpočtu snímku obrazu ze 7,5 sekund (1 Mvzorek) na 1,88 sekund (250 Kvzorek) při 10 Hz.Tyto vstupní parametry byly zvoleny tak, aby poskytovaly adekvátní kvalitu obrazu s minimální latencí během zobrazování in vivo.Živé obrázky a videa jsou zaznamenávány ve formátech BMP a AVI.Nezpracovaná data jsou uložena ve formátu TMDS (Technical Data Management Flow Format).
Následné zpracování snímků in vivo za účelem zlepšení kvality pomocí LabVIEW 2021. Přesnost je omezena při použití algoritmů fázových korekcí během zobrazování in vivo kvůli dlouhé době potřebné k výpočtu.Používají se pouze omezené oblasti obrázku a čísla vzorků.Algoritmus navíc nefunguje dobře pro obrázky s pohybovými artefakty nebo nízkým kontrastem a vede k chybám ve výpočtu fáze30.Jednotlivé snímky s vysokým kontrastem a bez pohybových artefaktů byly ručně vybrány pro jemné doladění fáze s rozsahem fázového skenování ±0,75° v krocích po 0,01°.Byla použita celá oblast obrazu (např. 1 Mvzorek obrazu zaznamenaného při 10 Hz).Tabulka S2 podrobně popisuje parametry obrazu používané pro zpracování v reálném čase a následné zpracování.Po fázové korekci se k dalšímu snížení obrazového šumu použije mediánový filtr.Jas a kontrast jsou dále zlepšeny roztažením histogramu a gama korekcí31.
Klinické studie byly schváleny Revizní radou lékařských institucí v Michiganu a byly prováděny na oddělení lékařských procedur.Tato studie je registrována online na webu ClinicalTrials.gov (NCT03220711, datum registrace: 18. 7. 2017).Kritéria pro zařazení zahrnovala pacienty (ve věku 18 až 100 let) s dříve plánovanou elektivní kolonoskopií, zvýšeným rizikem kolorektálního karcinomu a anamnézou zánětlivého onemocnění střev.Informovaný souhlas byl získán od každého subjektu, který souhlasil s účastí.Kritéria vyloučení byly pacientky, které byly těhotné, měly známou přecitlivělost na fluorescein nebo podstupovaly aktivní chemoterapii nebo radiační terapii.Tato studie zahrnovala po sobě jdoucí pacienty plánované na rutinní kolonoskopii a byla reprezentativní pro populaci Michigan Medical Center.Studie byla provedena v souladu s Helsinskou deklarací.
Před operací zkalibrujte endoskop pomocí 10 µm fluorescenčních kuliček (#F8836, Thermo Fisher Scientific) namontovaných v silikonových formách.Průsvitný silikonový tmel (#RTV108, Momentive) byl nalit do 3D tištěné plastové formy o objemu 8 cm3.Nahoďte vodní fluorescenční kuličky na silikon a nechte, dokud vodní médium nezaschne.
Celé tlusté střevo bylo vyšetřeno pomocí standardního lékařského kolonoskopu (Olympus, CF-HQ190L) s osvětlením bílým světlem.Poté, co endoskopista určí oblast údajného onemocnění, oblast se promyje 5-10 ml 5% kyseliny octové a poté sterilní vodou, aby se odstranil hlen a zbytky.Dávka 5 ml fluoresceinu 5 mg/ml (Alcon, Fluorescite) byla injikována intravenózně nebo nastříkána topicky na sliznici pomocí standardní kanyly (M00530860, Boston Scientific), která byla protažena pracovním kanálem.
Použijte irigátor k vypláchnutí přebytečného barviva nebo nečistot z povrchu sliznice.Odstraňte nebulizační katétr a protáhněte endoskop pracovním kanálem, abyste získali snímky ante-mortem.Použijte širokoúhlé endoskopické vedení k umístění distálního hrotu do cílové oblasti. Celkový čas použitý ke sběru konfokálních snímků byl <10 minut. Celkový čas použitý ke sběru konfokálních snímků byl <10 minut. Общее время, затраченное на сбор конфокальных изображений, составило <10 мин. Celkový čas potřebný ke sběru konfokálních snímků byl <10 minut.Celková doba akvizice pro konfokální snímky byla méně než 10 minut.Endoskopické video v bílém světle bylo zpracováno pomocí zobrazovacího systému Olympus EVIS EXERA III (CLV-190) a zaznamenáno pomocí videorekordéru Elgato HD.Použijte LabVIEW 2021 k záznamu a ukládání endoskopických videí.Po dokončení zobrazování je endoskop odstraněn a tkáň, která má být vizualizována, je vyříznuta pomocí bioptických kleští nebo smyčky. Tkáně byly zpracovány pro rutinní histologii (H&E) a vyhodnoceny odborným GI patologem (HDA). Tkáně byly zpracovány pro rutinní histologii (H&E) a vyhodnoceny odborným GI patologem (HDA). Ткани были обработаны для обычной гистологии (H&E) a оценены экспертом-патологогогом tahák (HDA). Tkáně byly zpracovány pro rutinní histologii (H&E) a hodnoceny odborným gastrointestinálním patologem (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) a оценены экспертом-патологогогом tahák (HDA). Tkáně byly zpracovány pro rutinní histologii (H&E) a hodnoceny odborným gastrointestinálním patologem (HDA).Spektrální vlastnosti fluoresceinu byly potvrzeny pomocí spektrometru (USB2000+, Ocean Optics), jak je znázorněno na obrázku S2.
Endoskopy jsou sterilizovány po každém použití lidmi (obr. 8).Čistící postupy byly prováděny pod vedením a schválením Oddělení kontroly infekcí a epidemiologie Michiganského lékařského centra a Centrální sterilní zpracovatelské jednotky. Před studií byly nástroje testovány a validovány pro sterilizaci společností Advanced Sterilization Products (ASP, Johnson & Johnson), komerčním subjektem, který poskytuje služby v oblasti prevence infekcí a validace sterilizace. Před studií byly nástroje testovány a validovány pro sterilizaci společností Advanced Sterilization Products (ASP, Johnson & Johnson), komerčním subjektem, který poskytuje služby v oblasti prevence infekcí a validace sterilizace. Перед исследованием инструменты были протестированы и одобрены и одобрены для стерилизаципо контерилизаципойййзаципо ммерческой организацией, предоставляющей услуги по профилактике инфекаририй инфектцерий Před studií byly nástroje testovány a schváleny pro sterilizaci společností Advanced Sterilization Products (ASP, Johnson & Johnson), komerční organizací poskytující služby prevence infekcí a ověřování sterilizace. Перед исследованием инструменты были стерилизованы a проверены Advanced Sterilization Products (ASP, Johnson & Johnson), когрейкиорче орая предоставляет услуги по профилактике инфекций a проверке стерилизации. Nástroje byly před studií sterilizovány a zkontrolovány společností Advanced Sterilization Products (ASP, Johnson & Johnson), komerční organizací, která poskytuje služby prevence infekcí a ověřování sterilizace.
Recyklace nářadí.(a) Endoskopy se umístí do podnosů po každé sterilizaci procesem STERRAD.(b) SMF a vodiče jsou zakončeny optickými a elektrickými konektory, které se před přepracováním uzavřou.
Endoskopy čistěte následujícím způsobem: (1) otřete endoskop hadříkem nepouštějícím vlákna namočeným v enzymatickém čističi od proximální k distální oblasti;(2) Ponořte přístroj do roztoku enzymatického detergentu na 3 minuty s vodou.tkanina nepouštějící vlákna.Elektrické a optické konektory jsou zakryty a odstraněny z roztoku;(3) Endoskop se zabalí a umístí do podnosu pro sterilizaci pomocí STERRAD 100NX, plynné plazmy s peroxidem vodíku.prostředí s relativně nízkou teplotou a nízkou vlhkostí.
Soubory dat použité a/nebo analyzované v současné studii jsou na odůvodněnou žádost k dispozici od příslušných autorů.
Pilonis, ND, Januszewicz, W. & di Pietro, M. Konfokální laserová endomikroskopie v gastro-intestinální endoskopii: Technické aspekty a klinické aplikace. Pilonis, ND, Januszewicz, W. & di Pietro, M. Konfokální laserová endomikroskopie v gastro-intestinální endoskopii: Technické aspekty a klinické aplikace.Pilonis, ND, Januszewicz, V. i di Pietro, M. Konfokální laserová endomikroskopie v gastrointestinální endoskopii: technické aspekty a klinické použití. 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：Technické aspekty a klinické aplikace.Pilonis, ND, Januszewicz, V. i di Pietro, M. Konfokální laserová endoskopie v gastrointestinální endoskopii: technické aspekty a klinické aplikace.translační gastrointestinální heparin.7, 7 (2022).
Al-Mansour, MR a kol.Analýza bezpečnosti a účinnosti konfokální laserové endomikroskopie SAGES TAVAC.Úkon.Endoskopie 35, 2091–2103 (2021).
Fugazza, A. a kol.Konfokální laserová endoskopie u gastrointestinálních a pankreatobiliárních onemocnění: systematický přehled a metaanalýza.Biomedicína.skladovací nádrž.interní 2016, 4638683 (2016).