Nature.com saytına daxil olduğunuz üçün təşəkkür edirik.Siz məhdud CSS dəstəyi ilə brauzer versiyasından istifadə edirsiniz.Ən yaxşı təcrübə üçün sizə yenilənmiş brauzerdən istifadə etməyi tövsiyə edirik (və ya Internet Explorer-də Uyğunluq rejimini söndürün).Bundan əlavə, davamlı dəstəyi təmin etmək üçün biz saytı üslub və JavaScript olmadan göstəririk.
Eyni anda üç slayddan ibarət karuseli göstərir.Eyni anda üç slayd arasında hərəkət etmək üçün Əvvəlki və Sonrakı düymələrindən istifadə edin və ya bir anda üç slayd arasında hərəkət etmək üçün sonundakı sürüşmə düymələrindən istifadə edin.
Konfokal lazer endoskopiyası real vaxt rejimində optik biopsiyanın yeni üsuludur.Histoloji keyfiyyətin flüoresan şəkilləri dərhal içi boş orqanların epitelindən əldə edilə bilər.Hal-hazırda, skanlama fokus nəzarətində məhdud çevikliklə klinik praktikada geniş istifadə olunan zond əsaslı alətlərlə proksimal olaraq həyata keçirilir.Yüksək sürətli yanal əyilməni həyata keçirmək üçün endoskopun distal ucunda quraşdırılmış parametrik rezonanslı skanerdən istifadəni nümayiş etdiririk.İşıq yolunu yuvarlamaq üçün reflektorun ortasına bir deşik vurulub.Bu dizayn alətin ölçüsünü 2,4 mm diametrə və 10 mm uzunluğa qədər azaldır və standart tibbi endoskopların işçi kanalından irəli keçməyə imkan verir.Yığcam lens müvafiq olaraq 1,1 və 13,6 µm yanal və eksenel təsvir ölçüsünü təmin edir.0 µm iş məsafəsi və 250 µm × 250 µm baxış sahəsi 20 Hz-ə qədər kadr tezliyində əldə edilir.488 nm-də həyəcan, yüksək toxuma kontrastı üçün FDA tərəfindən təsdiqlənmiş boya olan flüoreseini həyəcanlandırır.Endoskoplar klinik olaraq təsdiqlənmiş sterilizasiya üsullarından istifadə etməklə 18 dövr ərzində uğursuzluq olmadan təkrar emal edilmişdir.Rutin kolonoskopiya zamanı normal qalın bağırsağın selikli qişasından, boru adenomalarından, hiperplastik poliplərdən, xoralı kolitdən və Crohn kolitindən flüoresan görüntülər əldə edilmişdir.Kolonositlər, goblet hüceyrələri və iltihablı hüceyrələr də daxil olmaqla tək hüceyrələr müəyyən edilə bilər.Kript strukturları, kript boşluqları və lamina propria kimi selikli qişa xüsusiyyətlərini ayırd etmək olar.Alət adi endoskopiyaya əlavə olaraq istifadə edilə bilər.
Konfokal lazer endoskopiyası gündəlik endoskopiyaya əlavə olaraq klinik istifadə üçün inkişaf etdirilən yeni görüntüləmə üsuludur1,2,3.Bu çevik, fiber-optikə qoşulmuş alətlər kolon kimi içi boş orqanları əhatə edən epitel hüceyrələrində xəstəlikləri aşkar etmək üçün istifadə edilə bilər.Bu nazik toxuma təbəqəsi yüksək metabolik aktivliyə malikdir və xərçəng, infeksiya və iltihab kimi bir çox xəstəlik prosesinin mənbəyidir.Endoskopiya klinisyenlərə klinik qərarlar qəbul etməyə kömək etmək üçün real vaxt rejimində, yaxın histoloji keyfiyyətdə in vivo görüntülər təqdim edərək hüceyrəaltı rezolyusiyaya nail ola bilər.Fiziki toxuma biopsiyası qanaxma və perforasiya riskini daşıyır.Çox vaxt çox və ya çox az biopsiya nümunəsi toplanır.Çıxarılan hər bir nümunə cərrahi xərcləri artırır.Nümunənin bir patoloq tərəfindən qiymətləndirilməsi bir neçə gün çəkir.Patoloji nəticələrini gözləyən günlərdə xəstələr tez-tez narahatlıq keçirirlər.Bunun əksinə olaraq, MRT, CT, PET, SPECT və ultrasəs kimi digər klinik görüntüləmə üsulları epiteliya proseslərini real vaxt, hüceyrəaltı rezolyusiya ilə vivo görüntüləmək üçün lazım olan məkan qətnaməsi və müvəqqəti sürətdən məhrumdur.
Zond əsaslı alət (Cellvizio) hazırda klinikalarda "optik biopsiya" aparmaq üçün istifadə olunur.Dizayn flüoresan təsvirləri toplayan və ötürən fəza baxımından əlaqəli fiber optik paketə4 əsaslanır.Tək lif nüvəsi hüceyrəaltı həll üçün defokuslanmış işığı məkan olaraq süzmək üçün bir "çuxur" rolunu oynayır.Skanlama böyük, həcmli bir qalvanometrdən istifadə edərək proksimal olaraq həyata keçirilir.Bu müddəa diqqət mərkəzinə nəzarət alətinin imkanlarını məhdudlaşdırır.Erkən epitelial karsinomanın düzgün mərhələsi, işğalı qiymətləndirmək və müvafiq terapiya təyin etmək üçün toxuma səthinin altında vizualizasiya tələb edir.FDA tərəfindən təsdiqlənmiş kontrast agent olan flüoresan epitelin struktur xüsusiyyətlərini vurğulamaq üçün venadaxili yeridilir. Bu endomikroskopların ölçüləri <2,4 mm diametrə malikdir və standart tibbi endoskopların biopsiya kanalından asanlıqla irəli çəkilə bilər. Bu endomikroskopların ölçüləri <2,4 mm diametrə malikdir və standart tibbi endoskopların biopsiya kanalından asanlıqla irəli çəkilə bilər. Bu endomikroskopiya imeyut razmerы <2,4 mm v diametr və mümkün ola bilər legko provedenы cherez biopsyyyy kanal standartnыh tibbi endoskopov. Bu endomikroskopların diametri <2,4 mm-dir və standart tibbi endoskopların biopsiya kanalından asanlıqla keçə bilər.Bu boroskopların diametri 2,4 mm-dən azdır və standart tibbi boreskopların biopsiya kanalından asanlıqla keçir.Bu çeviklik geniş kliniki tətbiqlərə imkan verir və endoskop istehsalçılarından müstəqildir.Bu görüntüləmə cihazından istifadə etməklə yemək borusu, mədə, yoğun bağırsaq və ağız boşluğu xərçənglərinin erkən aşkarlanması da daxil olmaqla çoxsaylı klinik tədqiqatlar aparılmışdır.Görüntüləmə protokolları hazırlanmış və prosedurun təhlükəsizliyi müəyyən edilmişdir.
Mikroelektromexaniki sistemlər (MEMS) endoskopların distal ucunda istifadə edilən kiçik skan mexanizmlərinin layihələndirilməsi və istehsalı üçün güclü texnologiyadır.Bu mövqe (proksimal ilə müqayisədə) fokus mövqeyini idarə etməkdə daha çox çevikliyə imkan verir5,6.Yanal əyilmə ilə yanaşı, distal mexanizm eksenel taramalar, post-obyektiv skanlar və təsadüfi giriş skanları da həyata keçirə bilər.Bu imkanlar şaquli en kəsiyi görüntüləmə7, geniş baxış sahəsi (FOV)8 aberrasiyasız skan etmək və istifadəçi tərəfindən müəyyən edilmiş alt bölgələrdə təkmilləşdirilmiş performans daxil olmaqla, daha əhatəli epitel hüceyrələrinin sorğulanmasına imkan verir9.MEMS cihazın uzaq ucunda mövcud məhdud yerlə skan edən mühərrikin qablaşdırılması ilə bağlı ciddi problemi həll edir.Böyük qalvanometrlərlə müqayisədə MEMS kiçik ölçüdə, yüksək sürətdə və aşağı enerji istehlakında üstün performans təmin edir.Sadə bir istehsal prosesi aşağı qiymətə kütləvi istehsal üçün genişləndirilə bilər.Bir çox MEMS dizaynları əvvəllər bildirilmişdi10,11,12.Texnologiyaların heç biri tibbi endoskopun işçi kanalı vasitəsilə real vaxt rejimində in vivo görüntüləmənin geniş klinik istifadəsini təmin etmək üçün hələ kifayət qədər inkişaf etdirilməyib.Burada, adi klinik endoskopiya zamanı in vivo insan şəklinin əldə edilməsi üçün endoskopun distal ucunda MEMS skanerinin istifadəsini nümayiş etdirməyi hədəfləyirik.
Oxşar histoloji xüsusiyyətlərə malik real vaxt rejimində in vivo flüoresan görüntüləri toplamaq üçün distal ucunda MEMS skanerindən istifadə edərək fiber optik alət hazırlanmışdır.Tək rejimli lif (SMF) çevik polimer boruya bağlanır və λex = 488 nm-də həyəcanlanır.Bu konfiqurasiya distal ucun uzunluğunu qısaldır və standart tibbi endoskopların işçi kanalından irəli keçməyə imkan verir.Optiki mərkəzləşdirmək üçün ucundan istifadə edin.Bu linzalar ədədi diyaframı (NA) = 0,41 və iş məsafəsi = 0 µm13 olan təxminən diffraktiv eksenel ayırdetmə əldə etmək üçün nəzərdə tutulmuşdur.Dəqiq şimlər optikanı dəqiq şəkildə uyğunlaşdırmaq üçün hazırlanır 14. Skaner 2,4 mm diametrdə və 10 mm uzunluqda sərt distal ucu olan endoskopda qablaşdırılır (şək. 1a).Bu ölçülər onu klinik praktikada endoskopiya zamanı aksesuar kimi istifadə etməyə imkan verir (şəkil 1b).Toxuma üzərinə düşən lazerin maksimal gücü 2 mVt olub.
Konfokal lazer endoskopiyası (CLE) və MEMS skanerləri.(a) 2,4 mm diametrli və 10 mm uzunluqda sərt distal uc ölçüləri olan qablaşdırılmış aləti və (b) standart tibbi endoskopun (Olympus CF-HQ190L) işçi kanalından düz keçidi göstərən fotoşəkil.(c) Həyəcan şüasının keçdiyi 50 µm mərkəzi diyaframı olan reflektoru göstərən skanerin ön görünüşü.Skaner dördbucaqlı daraqlı sürücülər dəsti ilə idarə olunan gimbal üzərində quraşdırılmışdır.Cihazın rezonans tezliyi burulma yayının ölçüsü ilə müəyyən edilir.(d) Sürücü və güc siqnalları üçün əlaqə nöqtələrini təmin edən elektrod ankerlərinə qoşulmuş naqillərlə stenddə quraşdırılmış skaneri göstərən skanerin yan görünüşü.
Skanlama mexanizmi şüanı yanal (XY müstəvisi) Lissajus naxışında əymək üçün daraqla idarə olunan kvadrat ötürücülər dəsti ilə idarə olunan gimbal quraşdırılmış reflektordan ibarətdir (Şəkil 1c).Həyəcan şüasının keçdiyi mərkəzdə diametri 50 µm olan bir çuxur həkk edilmişdir.Skaner dizaynın rezonans tezliyində idarə olunur, burulma yayının ölçülərini dəyişdirməklə tənzimlənə bilər.Güc və idarəetmə siqnalları üçün əlaqə nöqtələrini təmin etmək üçün cihazın periferiyasına elektrod ankerləri həkk edilmişdir (şəkil 1d).
Görüntüləmə sistemi əməliyyat otağına yuvarlana bilən portativ arabaya quraşdırılmışdır.Qrafik istifadəçi interfeysi həkimlər və tibb bacıları kimi minimal texniki biliyə malik istifadəçiləri dəstəkləmək üçün nəzərdə tutulmuşdur.Skaner sürücüsünün tezliyini, şüa forması rejimini və şəkil FOV-ni əl ilə yoxlayın.
Endoskopun ümumi uzunluğu alətlərin standart tibbi endoskopun (1,68 m) işçi kanalından tam keçməsini təmin etmək üçün təxminən 4 m-dir və manevr üçün əlavə uzunluq var.Endoskopun proksimal ucunda SMF və naqillər baza stansiyasının fiber-optik və simli portlarına qoşulan bağlayıcılarda bitir.Quraşdırmada lazer, filtr qurğusu, yüksək gərginlikli gücləndirici və fotoçoxaltıcı detektor (PMT) var.Gücləndirici skanerə güc və sürücü siqnalları verir.Optik filtr bloku lazer həyəcanını SMF-yə birləşdirir və flüoresansı PMT-yə ötürür.
Endoskoplar STERRAD sterilizasiya prosesindən istifadə etməklə hər bir klinik prosedurdan sonra yenidən işlənir və uğursuzluq olmadan 18 dövrəyə qədər davam edə bilir.OPA məhlulu üçün 10-dan çox dezinfeksiya dövründən sonra heç bir zədə əlamətləri müşahidə edilməmişdir.OPA-nın nəticələri STERRAD-ın nəticələrini üstələdi və bu, endoskopların ömrünün təkrar sterilizasiyadan daha çox yüksək səviyyəli dezinfeksiya ilə uzadıla biləcəyini təklif etdi.
Şəkil həlli diametri 0,1 μm olan flüoresan muncuqlardan istifadə edərək nöqtə yayılma funksiyasından müəyyən edilmişdir.Yanal və eksenel ayırdetmə üçün, müvafiq olaraq 1,1 və 13,6 µm olan yarım maksimumda (FWHM) tam genişlik ölçüldü (Şəkil 2a, b).
Şəkil seçimləri.Fokuslanma optikasının yanal (a) və eksenel (b) ayırdetmə qabiliyyəti 0,1 μm diametrli flüoresan mikrosferlərdən istifadə etməklə ölçülən nöqtə yayılma funksiyası (PSF) ilə xarakterizə olunur.Yarım maksimumda ölçülən tam eni (FWHM) müvafiq olaraq 1,1 və 13,6 µm olmuşdur.Daxil: Transvers (XY) və eksenel (XZ) istiqamətlərdə tək mikrosferin genişləndirilmiş görünüşləri göstərilir.(c) 7-6 qruplarının aydın şəkildə həll oluna biləcəyini göstərən standart (USAF 1951) hədəf zolağından (qırmızı oval) əldə edilmiş flüoresan təsvir.(d) 250 µm×250 µm görüntü sahəsini göstərən 10 µm diametrli dispers flüoresan mikrosferlərin şəkli.(a, b)-dəki PSF-lər MATLAB R2019a (https://www.mathworks.com/) istifadə edərək qurulmuşdur.(c, d) Floresan şəkilləri LabVIEW 2021 (https://www.ni.com/) istifadə edərək toplanıb.
Standart rezolyusiyaya malik linzalardan olan flüoresan təsvirlər 7-6-cı qruplardakı sütunlar dəstini aydın şəkildə fərqləndirir ki, bu da yüksək yan qətnaməni saxlayır (Şəkil 2c).250 µm × 250 µm baxış sahəsi (FOV) örtüklər üzərində səpələnmiş 10 µm diametrli flüoresan muncuqların təsvirlərindən müəyyən edilmişdir (Şəkil 2d).
Endoskoplardan, kolon peristaltikasından və xəstə nəfəsindən hərəkət artefaktlarını azaltmaq üçün klinik görüntüləmə sistemində PMT qazanmasına nəzarət və faza korreksiyası üçün avtomatlaşdırılmış üsul tətbiq edilir.Təsvirin yenidən qurulması və emalı alqoritmləri əvvəllər təsvir edilmişdir14,15.PMT artımı intensivliyin doymasının qarşısını almaq üçün mütənasib-inteqral (PI) nəzarətçi tərəfindən idarə olunur16.Sistem hər bir çərçivə üçün maksimum piksel intensivliyini oxuyur, mütənasib və inteqral cavabları hesablayır və piksel intensivliyinin icazə verilən diapazonda olmasını təmin etmək üçün PMT qazanma dəyərlərini təyin edir.
İn vivo görüntüləmə zamanı skaner hərəkəti və idarəetmə siqnalı arasında faza uyğunsuzluğu təsvirin bulanmasına səbəb ola bilər.Bu cür təsirlər insan orqanizmi daxilində cihazın temperaturunun dəyişməsi səbəbindən baş verə bilər.Ağ işıq şəkilləri endoskopun in vivo normal kolon selikli qişası ilə təmasda olduğunu göstərdi (Şəkil 3a).Düzgün düzülməmiş piksellərin bulanması normal kolon selikli qişasının xam şəkillərində görünə bilər (Şəkil 3b).Müvafiq faza və kontrast tənzimlənməsi ilə müalicədən sonra selikli qişanın hüceyrəaltı xüsusiyyətlərini ayırd etmək olar (Şəkil 3c).Əlavə məlumat üçün, xam konfokal təsvirlər və işlənmiş real vaxt şəkilləri Şəkil S1-də, real vaxt və sonrakı emal üçün istifadə olunan təsvirin yenidən qurulması parametrləri Cədvəl S1 və Cədvəl S2-də təqdim edilmişdir.
Şəkil emalı.(a) Floresan qəbulundan sonra in vivo floresan şəkilləri toplamaq üçün normal (N) kolon selikli qişası ilə təmasda olan endoskopu (E) göstərən geniş bucaqlı endoskopik şəkil.(b) Skanlama zamanı X və Y oxlarında gəzmək səhv düzülmüş piksellərin bulanmasına səbəb ola bilər.Nümayiş məqsədləri üçün orijinal təsvirə böyük bir faza sürüşməsi tətbiq edilir.(c) Emaldan sonrakı faza korreksiyasından sonra, lamina propria (lp) ilə əhatə olunmuş mərkəzi lümen (l) ilə kript strukturları (oxlar) daxil olmaqla, selikli qişa detalları qiymətləndirilə bilər.Kolonositlər (c), goblet hüceyrələri (g) və iltihab hüceyrələri (oxlar) daxil olmaqla tək hüceyrələr fərqləndirilə bilər.Əlavə video 1-ə baxın. (b, c) LabVIEW 2021 istifadə edərək işlənmiş şəkillər.
Alətin geniş klinik tətbiqini nümayiş etdirmək üçün bir neçə kolon xəstəliklərində in vivo konfokal flüoresan görüntülər əldə edilmişdir.Geniş bucaqlı görüntüləmə ilk növbədə kobud anormal selikli qişa aşkar etmək üçün ağ işıqdan istifadə etməklə həyata keçirilir.Daha sonra endoskop kolonoskopun işçi kanalı vasitəsilə irəliləyir və selikli qişa ilə təmasda olur.
Geniş sahəli endoskopiya, konfokal endomikroskopiya və histoloji (H&E) təsvirləri boru adenoması və hiperplastik polip də daxil olmaqla kolon neoplaziyası üçün göstərilir. Geniş sahəli endoskopiya, konfokal endomikroskopiya və histoloji (H&E) təsvirləri boru adenoması və hiperplastik polip də daxil olmaqla kolon neoplaziyası üçün göstərilir. Şirokopolnaya endoskopiya, konfokal endomikroskopiya və gistoloji (H&E) izobrajentiya pokazaları üçün neoplazii tamsoy kişki, vklyuchaya tubulyarnuyu adenomu və hiperplastik polip. Kolon endoskopiyası, konfokal endomikroskopiya və histoloji (H&E) görüntüləmə boruvari adenoma və hiperplastik polip də daxil olmaqla kolon neoplaziyası üçün göstərişdir.显示结肠肿瘤（包括管状腺瘤和增生性息肉）的广角内窥镜检查、棥镜检查、慱聚共聚家组织学(H&E) 图像。共设计脚肠化(图像管状躰化和增生性息肉)的广角内刵霱录共共共光在共共共管状躰化和增生性息肉果学(H&E) şəkli. Şirokopolnaya endoskopiya, konfokal mikroendoskopiya və gistologicheskie (H&E) izobrajentiya, pokazıvayuschye optuholi tostoy kişki, vklyuchaya tubulyarnıe adenomy və hyperplastice polipy. Boru adenomaları və hiperplastik poliplər də daxil olmaqla, qalın bağırsağın şişlərini göstərən geniş sahəli endoskopiya, konfokal mikroendoskopiya və histoloji (H&E) şəkillər.Boru adenomalarında normal kript arxitekturasının itirilməsi, goblet hüceyrələrinin ölçüsünün azalması, kript lümeninin təhrif edilməsi və lamina proprianın qalınlaşması müşahidə olunur (şəkil 4a-c).Hiperplastik poliplər kriptlərin ulduzvari arxitekturasını, bir neçə qədəh hüceyrəsini, kriptlərin yarıq kimi lümenini və nizamsız təbəqəli kriptləri göstərdi (şəkil 4d-f).
In vivo selikli qişanın qalın dərisinin şəkli. Nümayəndə ağ işıq endoskopiyası, konfokal endomikroskop və histologiya (H&E) şəkilləri (ac) adenoma, (df) hiperplastik polip, (gi) xoralı kolit və (jl) Crohn kolit üçün göstərilir. Nümayəndə ağ işıq endoskopiyası, konfokal endomikroskop və histologiya (H&E) şəkilləri (ac) adenoma, (df) hiperplastik polip, (gi) xoralı kolit və (jl) Crohn kolit üçün göstərilir. Tipicnıe izobrajeniya endoskopi v belom svete, konfokalnogo endomikroskopa və gistologii (H&E) pokazanları üçün (ac) adenomy, (df) hiperplastik polipa, (gi) yazvennogo kolita və (jl) kolita Krona. Tipik ağ işıqlı endoskopiya, konfokal endomikroskop və histoloji (H&E) şəkilləri (ac) adenoma, (df) hiperplastik polip, (gi) xoralı kolit və (jl) Crohn kolit üçün göstərilir.显示了(ac) 腺瘤、(df) 增生性息肉、(gi) 溃疡性结肠炎和(jl) 克罗恩结性结肠炎和(jl)检查、共聚焦内窥镜检查和组织学( H&E) 图像。 O, göstərir(ac) 躰真、(df) 增生性息肉、(gi) 苏盖性红肠炎和(jl) 克罗恩红肠炎的恩红肠炎的恩红肠炎的恩红肠炎的恩红肠育的体育兆育兙育的体育育育共公司内肠肠炎性和电视学( H&E ) şəkil. Predstavlenы reprezentativnıe endoskopiya v belom svete, konfokalnaya endoskopiya və gistologiya (ac) adenomy, (df) hiperplastik polipoza, (gi) yazvennogo kolita və (jl) kolita Krona (H&E). Nümayəndə ağ işıqlı endoskopiya, konfokal endoskopiya və (ac) adenoma, (df) hiperplastik polipoz, (gi) xoralı kolit və (jl) Crohn kolitinin (H&E) histologiyası göstərilir.(B) endoskopdan (E) istifadə edərək boru adenomasından (TA) in vivo əldə edilən konfokal təsviri göstərir.Bu xərçəng öncəsi lezyon normal kript arxitekturasının itirilməsini (ox), kript lümeninin təhrifini (l) və kript lamina propriasının (lp) yığılmasını göstərir.Kolonositlər (c), goblet hüceyrələri (g) və iltihab hüceyrələri (oxlar) da müəyyən edilə bilər.Smt.Əlavə Video 2. (e) in vivo hiperplastik polipdən (HP) əldə edilən konfokal təsviri göstərir.Bu xoşxassəli lezyon ulduzvari kript arxitekturasını (ox), yarıq kimi kript lümenini (l) və qeyri-düzgün formalı lamina proprianı (lp) nümayiş etdirir.Kolonositlər (c), bir neçə goblet hüceyrələri (g) və iltihab hüceyrələri (oxlar) da müəyyən edilə bilər.Smt.Əlavə Video 3. (h) in vivo ülseratif kolitdə (UC) əldə edilən konfokal şəkilləri göstərir.Bu iltihablı vəziyyət təhrif edilmiş kript arxitekturasını (ox) və görkəmli goblet hüceyrələrini (g) göstərir.Floresseinin (f) tükləri artmış damar keçiriciliyini əks etdirən epitel hüceyrələrindən çıxarılır.Lamina propriada (lp) çoxlu iltihablı hüceyrələr (oxlar) görünür.Smt.Əlavə Video 4. (k) Crohn kolitinin (CC) bölgəsindən in vivo əldə edilən konfokal təsviri göstərir.Bu iltihablı vəziyyət təhrif edilmiş kript arxitekturasını (ox) və görkəmli goblet hüceyrələrini (g) göstərir.Floresseinin (f) tükləri artmış damar keçiriciliyini əks etdirən epitel hüceyrələrindən çıxarılır.Lamina propriada (lp) çoxlu iltihablı hüceyrələr (oxlar) görünür.Smt.Əlavə Video 5. (b, d, h, l) LabVIEW 2021 istifadə edərək işlənmiş şəkillər.
Xoralı kolit (UC) (Şəkil 4g-i) və Crohn kolit (Şəkil 4j-l) daxil olmaqla, kolon iltihabının oxşar təsvirləri göstərilir.İltihabi reaksiyanın qabağ hüceyrələrinin çıxdığı təhrif edilmiş kript strukturları ilə xarakterizə edildiyi düşünülür.Flüoresan epitel hüceyrələrindən sıxılır, damar keçiriciliyinin artması əks olunur.Lamina propriada çoxlu sayda iltihablı hüceyrələr görünə bilər.
Biz in vivo görüntü əldə etmək üçün distal yerləşdirilmiş MEMS skanerindən istifadə edən çevik liflə birləşdirilən konfokal lazer endoskopunun klinik tətbiqini nümayiş etdirdik.Rezonans tezliyində, hərəkət artefaktlarını azaltmaq üçün yüksək sıxlıqlı Lissajous skan rejimindən istifadə etməklə 20 Hz-ə qədər kadr sürətlərinə nail olmaq olar.Optik yol şüa genişlənməsini və 1,1 µm yanal ayırdetmə qabiliyyətinə nail olmaq üçün kifayət qədər ədədi diyaframı təmin etmək üçün qatlanmışdır.Normal kolon selikli qişasının, boru adenomalarının, hiperplastik poliplərin, xoralı kolit və Crohn kolitinin müntəzəm kolonoskopiyası zamanı histoloji keyfiyyətdə flüoresan görüntülər əldə edilmişdir.Kolonositlər, goblet hüceyrələri və iltihablı hüceyrələr də daxil olmaqla tək hüceyrələr müəyyən edilə bilər.Kript strukturları, kript boşluqları və lamina propria kimi selikli qişa xüsusiyyətlərini ayırd etmək olar.Dəqiq aparat, 2,4 mm diametrli x 10 mm uzunluqdakı alət daxilində fərdi optik və mexaniki komponentlərin dəqiq uyğunlaşdırılmasını təmin etmək üçün mikro emal edilmişdir.Optik dizayn, tibbi endoskoplarda standart ölçülü (3,2 mm diametrli) işçi kanaldan birbaşa keçidi təmin etmək üçün sərt distal ucun uzunluğunu kifayət qədər azaldır.Buna görə də, istehsalçıdan asılı olmayaraq, cihaz yaşayış yerindəki həkimlər tərəfindən geniş şəkildə istifadə edilə bilər.Yüksək kontrast əldə etmək üçün FDA tərəfindən təsdiqlənmiş boya olan flüoreseini həyəcanlandırmaq üçün λex = 488 nm-də həyəcan həyata keçirildi.Alət klinik olaraq qəbul edilmiş sterilizasiya üsullarından istifadə etməklə 18 dövr ərzində problemsiz yenidən işlənmişdir.
Digər iki alət dizaynı klinik olaraq təsdiq edilmişdir.Cellvizio (Mauna Kea Technologies) flüoresan təsvirləri toplamaq və ötürmək üçün çox rejimli koherent fiber optik kabellərdən istifadə edən zond əsaslı konfokal lazer endoskopudur (pCLE).Baza stansiyasında yerləşən galvo güzgü proksimal ucunda yanal tarama həyata keçirir.Optik bölmələr üfüqi (XY) müstəvidə 0 ilə 70 µm dərinlikdə toplanır.Mikrozond dəstləri diametri 0,91 (19 G iynə) ilə 5 mm arasında mövcuddur.1 ilə 3,5 µm arasında yanal qətnamə əldə edildi.Şəkillər 240 ilə 600 mikron arasında bir ölçülü baxış sahəsi ilə 9 ilə 12 Hz kadr tezliyində toplanıb.Platforma klinik olaraq öd kanalı, sidik kisəsi, kolon, yemək borusu, ağciyərlər və mədəaltı vəzi daxil olmaqla müxtəlif sahələrdə istifadə edilmişdir.Optiscan Pty Ltd peşəkar endoskopun (EC-3870K, Pentax Precision Instruments) daxiletmə borusuna (uzaq ucu) quraşdırılmış skan mühərriki ilə endoskop əsaslı konfokal lazer endoskopu (eCLE) işləyib hazırlayıb 17 .Optik bölmə tək rejimli lifdən istifadə edilməklə, yan skan isə rezonanslı tənzimləyici çəngəl vasitəsilə konsol mexanizmi vasitəsilə həyata keçirilib.Eksenel yerdəyişmə yaratmaq üçün Forma Yaddaş Alaşımı (Nitinol) ötürücüsü istifadə olunur.Konfokal modulun ümumi diametri 5 mm-dir.Fokuslanma üçün NA = 0,6 ədədi diyaframı olan GRIN obyektivindən istifadə olunur.Üfüqi təsvirlər 0,8-1,6 Hz kadr tezliyində və 500 µm × 500 µm baxış sahəsində müvafiq olaraq 0,7 və 7 µm yan və ox ayırdetmələri ilə əldə edilmişdir.
Biz distal son MEMS skanerindən istifadə edərək tibbi endoskop vasitəsilə insan orqanizmindən in vivo flüoresan görüntüləmənin hüceyrəaltı rezolyusiyasını nümayiş etdiririk.Floresensiya yüksək görüntü kontrastını təmin edir və hüceyrə səthi hədəflərinə bağlanan liqandlar xəstəliyin diaqnozunun təkmilləşdirilməsi üçün molekulyar identifikasiyanı təmin etmək üçün flüoroforlarla etiketlənə bilər18.İn vivo mikroendoskopiya üçün digər optik üsullar da inkişaf etdirilir. OCT dərinliyi >1 mm19 olan şaquli müstəvidə təsvirləri toplamaq üçün genişzolaqlı işıq mənbəyinin qısa koherens uzunluğundan istifadə edir. OCT dərinliyi >1 mm19 olan şaquli müstəvidə təsvirləri toplamaq üçün genişzolaqlı işıq mənbəyinin qısa koherens uzunluğundan istifadə edir. OKT istifadə korotkuyu dlinu kogerentnosti shirokopolosnogo isochnika sveta üçün şaquli ploskosti ilə şaquli izobrajeniy >1 mm19. OCT dərinliyi >1 mm olan şaquli müstəvidə təsvirlər əldə etmək üçün genişzolaqlı işıq mənbəyinin qısa koherens uzunluğundan istifadə edir19. 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 diametrli OKT istifadə korotkuyu dlinu kogerentnosti şirokopolosnogo isochnika sveta üçün şaquli ploskos >1 mm19 üçün şaquli izobrajeniy. OCT şaquli müstəvidə >1 mm19 şəkillər əldə etmək üçün genişzolaqlı işıq mənbəyinin qısa koherens uzunluğundan istifadə edir.Bununla belə, bu aşağı kontrastlı yanaşma arxaya səpələnmiş işıq kolleksiyasına əsaslanır və təsvirin həlli ləkə artefaktları ilə məhdudlaşır.Fotoakustik endoskopiya, səs dalğalarını yaradan lazer impulsunun udulmasından sonra toxumada sürətli termoelastik genişlənməyə əsaslanan in vivo təsvirlər yaradır20. Bu yanaşma terapiyanın monitorinqi üçün in vivo insanın kolonunda >1 sm görüntüləmə dərinliyini nümayiş etdirdi. Bu yanaşma terapiyanın monitorinqi üçün in vivo insanın kolonunda >1 sm görüntüləmə dərinliyini nümayiş etdirdi. Monitorinq terapiyası üçün in vivo olaraq bütün insan orqanizmi > 1 sm-dən çox insan vizualizasiyasını təmin edir. Bu yanaşma terapiyanın monitorinqi üçün in vivo insanın kolonunda >1 sm görüntüləmə dərinliyini nümayiş etdirdi.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 Monitorinq terapiyası üçün in vivo olaraq böyük izləyicilər > 1 sm-dən çox insana çatdı. Bu yanaşma terapiyanın monitorinqi üçün in vivo insan kolonunda >1 sm görüntüləmə dərinliyində nümayiş etdirilmişdir.Kontrast əsasən damarlarda hemoglobin tərəfindən istehsal olunur.Multifoton endoskopiya iki və ya daha çox NIR foton toxuma biomolekullarına eyni vaxtda dəydikdə yüksək kontrastlı flüoresan görüntülər yaradır21. Bu yanaşma aşağı fototoksisite ilə >1 mm görüntü dərinliyinə nail ola bilər. Bu yanaşma aşağı fototoksisite ilə >1 mm görüntü dərinliyinə nail ola bilər. Etot podhod ola bilər obespechit glubinus izobrajeniya > 1 mms niskoy fototoksichnostyu. Bu yanaşma aşağı fototoksiklik ilə > 1 mm təsvir dərinliyini təmin edə bilər.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。 Etot podhod ola bilər obespechit glubinus izobrajeniya > 1 mms niskoy fototoksichnostyu. Bu yanaşma aşağı fototoksiklik ilə > 1 mm təsvir dərinliyini təmin edə bilər.Yüksək intensivlikli femtosaniyə lazer impulsları tələb olunur və bu üsul endoskopiya zamanı klinik cəhətdən sübut olunmamışdır.
Bu prototipdə skaner yalnız yanal əyilmə yerinə yetirir, ona görə də optik hissə üfüqi (XY) müstəvisindədir.Cihaz Cellvizio sistemindəki qalvanik güzgülərdən (12 Hz) daha yüksək kadr tezliyində (20 Hz) işləməyə qadirdir.Hərəkət artefaktlarını azaltmaq üçün kadr sürətini artırın və siqnalı artırmaq üçün çərçivə sürətini azaldın.Endoskopik hərəkət, tənəffüs hərəkəti və bağırsaq hərəkətliliyi nəticəsində yaranan böyük hərəkət artefaktlarını azaltmaq üçün yüksək sürətli və avtomatlaşdırılmış alqoritmlərə ehtiyac var.Parametrik rezonanslı skanerlərin yüzlərlə mikrondan artıq eksenel yerdəyişmələrə nail olduğu göstərilmişdir22. Şəkillər histoloji (H&E) ilə eyni görünüşü təmin etmək üçün selikli qişanın səthinə perpendikulyar olan şaquli müstəvidə (XZ) toplana bilər. Şəkillər histoloji (H&E) ilə eyni görünüşü təmin etmək üçün selikli qişanın səthinə perpendikulyar olan şaquli müstəvidə (XZ) toplana bilər. Şaquli ploskosti (XZ), üst-üstə düşə bilən obyektləri, izobrajıyaları (H&E) kimi izobrajeniya edə bilər. Şəkillər histoloji (H&E) ilə eyni təsviri təmin etmək üçün selikli qişanın səthinə perpendikulyar şaquli müstəvidə (XZ) çəkilə bilər.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) Vertikal ploskosti (XZ) üzərində şaquli səpkilər (H&E) ilə əlaqədar ola bilər. Şəkillər histoloji müayinə (H&E) ilə eyni təsviri təmin etmək üçün selikli qişanın səthinə perpendikulyar olan şaquli müstəvidə (XZ) çəkilə bilər.Skaner aberrasiyalara qarşı həssaslığı azaltmaq üçün işıqlandırma şüasının əsas optik ox boyunca düşdüyü post-obyektiv mövqedə yerləşdirilə bilər8.Demək olar ki, difraksiya ilə məhdudlaşan fokus həcmləri ixtiyari olaraq böyük baxış sahələrindən kənara çıxa bilər.Reflektorları istifadəçi tərəfindən müəyyən edilmiş mövqelərə yönləndirmək üçün təsadüfi giriş skanı həyata keçirilə bilər9.Görünüş sahəsi, görüntünün ixtiyari sahələrini vurğulamaq, siqnal-küy nisbətini, kontrastı və kadr sürətini yaxşılaşdırmaq üçün azaldıla bilər.Skanerlər sadə proseslərdən istifadə etməklə kütləvi istehsal oluna bilər.Aşağı qiymətli kütləvi istehsal və geniş yayılması üçün istehsalı artırmaq üçün hər bir silikon vaflidə yüzlərlə cihaz hazırlana bilər.
Qatlanmış işıq yolu sərt distal ucun ölçüsünü azaldır və adi kolonoskopiya zamanı endoskopdan aksesuar kimi istifadəni asanlaşdırır.Göstərilən flüoresan şəkillərdə boru adenomalarını (xərçəng öncəsi) hiperplastik poliplərdən (yaxşı xasiyyətli) ayırmaq üçün selikli qişanın hüceyrəaltı xüsusiyyətlərini görmək olar.Bu nəticələr göstərir ki, endoskopiya lazımsız biopsiyaların sayını azalda bilər23.Əməliyyatla bağlı ümumi ağırlaşmalar azaldıla bilər, monitorinq intervalları optimallaşdırıla bilər və kiçik lezyonların histoloji təhlili minimuma endirilə bilər.Biz həmçinin ülseratif kolit (UC) və Crohn kolit də daxil olmaqla iltihablı bağırsaq xəstəliyi olan xəstələrin in vivo şəkillərini göstəririk.Adi ağ işıqlı kolonoskopiya selikli qişanın sağalmasını dəqiq qiymətləndirmək üçün məhdud imkanlarla selikli qişanın səthinin makroskopik görünüşünü təmin edir.Endoskopiya anti-TNF24 antikorları kimi bioloji müalicələrin effektivliyini qiymətləndirmək üçün in vivo istifadə edilə bilər.Dəqiq in vivo qiymətləndirmə həmçinin xəstəliyin təkrarlanmasını və cərrahiyyə kimi ağırlaşmaları azalda və ya qarşısını ala və həyat keyfiyyətini yaxşılaşdıra bilər.Floresan tərkibli endoskopların in vivo25 istifadəsi ilə bağlı klinik tədqiqatlarda ciddi əlavə reaksiyalar bildirilməmişdir. Termal zədə riskini minimuma endirmək və 21 CFR 812 üçün əhəmiyyətsiz risk26 üçün FDA tələblərinə cavab vermək üçün selikli qişa səthindəki lazer gücü <2 mVt ilə məhdudlaşdırılmışdır. Termal zədə riskini minimuma endirmək və 21 CFR 812 üçün əhəmiyyətsiz risk26 üçün FDA tələblərinə cavab vermək üçün selikli qişa səthindəki lazer gücü <2 mVt ilə məhdudlaşdırılmışdır. Moщность лазера на поверхности слизистой оболочки ilə ограничена qədər <2 mVt, bu, svesti k minimum risk termicheskogo povrejdeniya və sootvetstvovaty trebovaniyam FDA otnositelno neznachitelno riska21 sglasno21. Termal zədələnmə riskini minimuma endirmək və 21 CFR 812 altında cüzi risk26 üçün FDA tələblərinə cavab vermək üçün selikli qişa səthindəki lazer gücü <2 mVt ilə məhdudlaşdırıldı.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，并满风险，并满风险，并满风险，鹶满2足F风险26 的要求。粘膜表面的激光功率限制在<2 mW FDA 21 CFR 812 26 mVt-ə qədər olan ən az riskli termik qorunma qabiliyyətinə malikdir. Termal zədələnmə riskini minimuma endirmək və cüzi risk üçün FDA 21 CFR 812 tələblərinə cavab vermək üçün selikli qişa səthində lazer gücü <2 mVt ilə məhdudlaşdırılmışdır26.
Şəkil keyfiyyətini yaxşılaşdırmaq üçün alətin dizaynı dəyişdirilə bilər.Sferik aberasiyanı azaltmaq, təsvirin həllini yaxşılaşdırmaq və iş məsafəsini artırmaq üçün xüsusi optiklər mövcuddur.SIL, işığın birləşməsini yaxşılaşdırmaq üçün toxumanın sınma indeksinə (~1.4) daha yaxşı uyğunlaşdırmaq üçün tənzimlənə bilər.Sürücü tezliyi skanerin yanal bucağını artırmaq və görüntü sahəsini genişləndirmək üçün tənzimlənə bilər.Bu effekti azaltmaq üçün əhəmiyyətli hərəkəti olan bir şəkil çərçivələrini silmək üçün avtomatlaşdırılmış üsullardan istifadə edə bilərsiniz.Yüksək performanslı real vaxt rejimində tam kadr korreksiyasını təmin etmək üçün yüksək sürətli məlumatların toplanması ilə sahədə proqramlaşdırıla bilən qapı massivi (FPGA) istifadə ediləcək.Daha çox klinik fayda əldə etmək üçün avtomatlaşdırılmış üsullar real vaxt görüntünün şərhi üçün faza sürüşməsi və hərəkət artefaktlarını düzəltməlidir.Monolit 3 oxlu parametrik rezonans skaneri eksenel skanlamanı 22 tətbiq etmək üçün həyata keçirilə bilər. Bu cihazlar qarışıq yumşalma/bərkləşdirmə dinamikası27 olan rejimdə sürücü tezliyini tənzimləməklə >400 µm-dən görünməmiş şaquli yerdəyişmə əldə etmək üçün işlənib hazırlanmışdır. Bu cihazlar qarışıq yumşalma/bərkləşdirmə dinamikası27 olan rejimdə sürücü tezliyini tənzimləməklə >400 µm-dən görünməmiş şaquli yerdəyişmə əldə etmək üçün işlənib hazırlanmışdır. Vertikal şaquli məsafədən > 400 mkm pulem nastroyka chastoty возбуждения в режиме, который характеризуется смешанной динамикой смягчения/жесткости27. Bu cihazlar qarışıq yumşaq/sərt dinamika ilə xarakterizə edilən rejimdə sürücü tezliyini təyin etməklə >400 µm-lik görünməmiş şaquli yerdəyişmə əldə etmək üçün nəzərdə tutulmuşdur27.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颀发是为了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 状态 学 学 状态 学 学 状态 丨 来 下现 的> 400 µm 的 垂直 位移 27。 Vertikal şaquli >400 mkm pulem nastroyki chastoty srabatıvaniya v rejime so smeshannoy kinetikoy razmyacheniya/zatverdevaniya27 üçün dostijeniya üçün belə qurğular mümkündür. Bu cihazlar qarışıq yumşalma/bərkitmə kinetikası rejimində tətik tezliyini tənzimləməklə >400 µm-dən görünməmiş şaquli yerdəyişmələrə nail olmaq üçün nəzərdə tutulmuşdur27.Gələcəkdə, şaquli transvers görüntüləmə erkən xərçəngin (T1a) təyin edilməsinə kömək edə bilər.Skanerin hərəkətini izləmək və faza dəyişikliyini 28 düzəltmək üçün kapasitiv sensor sxemi həyata keçirilə bilər.Sensor dövrəsindən istifadə edərək avtomatik faza kalibrləmə istifadə etməzdən əvvəl alətin əl ilə kalibrlənməsini əvəz edə bilər.Alətin etibarlılığı, emal dövrlərinin sayını artırmaq üçün daha etibarlı alət möhürləmə üsullarından istifadə etməklə yaxşılaşdırıla bilər.MEMS texnologiyası içi boş orqanların epitelinin vizuallaşdırılması, xəstəliklərin diaqnostikası və minimal invaziv üsulla müalicənin monitorinqi üçün endoskopların istifadəsini sürətləndirməyi vəd edir.Gələcək inkişafla, bu yeni görüntüləmə üsulu dərhal histoloji müayinə üçün tibbi endoskoplara əlavə olaraq istifadə ediləcək ucuz həll yolu ola bilər və nəticədə ənənəvi patoloji analizi əvəz edə bilər.
Fokuslanma optikasının parametrlərini müəyyən etmək üçün şüa izləmə simulyasiyaları ZEMAX optik dizayn proqram təminatından (versiya 2013) istifadə edilməklə həyata keçirilmişdir.Dizayn meyarlarına 250 × 250 µm2-dən çox olan difraksiyaya yaxın eksenel ayırdetmə, iş məsafəsi = 0 µm və baxış sahəsi (FOV) daxildir.λex = 488 nm dalğa uzunluğunda həyəcanlandırma üçün tək rejimli lif (SMF) istifadə edilmişdir.Akromatik dubletlər flüoresan kolleksiyasının dispersiyasını azaltmaq üçün istifadə olunur (Şəkil 5a).Şüa rejimi sahəsinin diametri 3,5 μm olan SMF-dən keçir və kəsilmədən 50 μm diametrli diametrli reflektorun mərkəzindən keçir.İnsident şüasının sferik aberasiyasını minimuma endirmək və selikli qişanın səthi ilə tam təması təmin etmək üçün yüksək sındırma indeksi (n = 2.03) olan sərt daldırma (yarımkürə) lensindən istifadə edin.Fokuslama optikası ümumi NA = 0,41 təmin edir, burada NA = nsinα, n toxumanın sınma göstəricisidir, α şüanın maksimum yaxınlaşma bucağıdır.NA = 0,41, λ = 488 nm və n = 1,3313 istifadə edərək, difraksiya ilə məhdud yanal və eksenel ayırdetmələr müvafiq olaraq 0,44 və 6,65 µm-dir.Yalnız xarici diametri (OD) ≤ 2 mm olan kommersiyada mövcud olan linzalar nəzərə alındı.Optik yol bükülür və SMF-dən çıxan şüa skanerin mərkəzi aperturasından keçir və sabit güzgü (diametri 0,29 mm) ilə əks olunur.Bu konfiqurasiya tibbi endoskopların standart (3,2 mm diametrli) işçi kanalı vasitəsilə endoskopun irəli keçidini asanlaşdırmaq üçün sərt distal ucun uzunluğunu qısaldır.Bu xüsusiyyət onu adi endoskopiya zamanı aksesuar kimi istifadə etməyi asanlaşdırır.
Qatlanmış işıq bələdçisi və endoskop qablaşdırması.(a) Həyəcan şüası OBC-dən çıxır və skanerin mərkəzi aperturasından keçir.Şüa genişlənir və yanal əyilmə üçün sabit dairəvi güzgüdən yenidən skanerə əks olunur.Fokuslama optikası bir cüt akromatik dublet linzalardan və selikli qişanın səthi ilə təması təmin edən bərk daldırma (yarımkürə) lensdən ibarətdir.Optik dizayn və şüa izləmə simulyasiyası üçün ZEMAX 2013 (https://www.zemax.com/).(b) Tək rejimli lif (SMF), skaner, güzgülər və linzalar daxil olmaqla, müxtəlif alət komponentlərinin yerini göstərir.Solidworks 2016 (https://www.solidworks.com/) endoskop qablaşdırmasının 3D modelləşdirilməsi üçün istifadə edilmişdir.
488 nm dalğa uzunluğunda rejim sahəsinin diametri 3,5 µm olan SMF (#460HP, Thorlabs) fokussuz işığın məkan filtrasiyası üçün “deşik” kimi istifadə edilmişdir (Şəkil 5b).SMF-lər çevik polimer borulara daxil edilmişdir (#Pebax 72D, Nordson MEDICAL).Xəstə ilə görüntüləmə sistemi arasında kifayət qədər məsafəni təmin etmək üçün təxminən 4 metr uzunluğundan istifadə edilir.Şüanın fokuslanması və flüoresanlığı toplamaq üçün bir cüt 2 mm MgF2 örtülmüş akromatik dublet linzalar (#65568, #65567, Edmund Optics) və 2 mm örtülməmiş yarımkürə lens (#90858, Edmund Optics) istifadə edilmişdir.Skaner vibrasiyasını təcrid etmək üçün qatran və xarici boru arasına paslanmayan polad son borunu (uzunluğu 4 mm, 2,0 mm OD, 1,6 mm ID) daxil edin.Aləti bədən mayelərindən və rəftar prosedurlarından qorumaq üçün tibbi yapışqanlardan istifadə edin.Bağlayıcıları qorumaq üçün istilik daralan borulardan istifadə edin.
Kompakt skaner parametrik rezonans prinsipi əsasında hazırlanmışdır.Həyəcan şüasını ötürmək üçün reflektorun mərkəzində 50 µm diafraqma qoyun.Kvadrat daraqla idarə olunan sürücülər dəsti istifadə edərək, genişləndirilmiş şüa Lissajous rejimində ortoqonal istiqamətdə (XY müstəvisi) eninə şəkildə əyilir.Skaneri idarə etmək üçün analoq siqnallar yaratmaq üçün məlumat toplama lövhəsi (#DAQ PCI-6115, NI) istifadə edilmişdir.Güc nazik naqillər (#B4421241, MWS Wire Industries) vasitəsilə yüksək gərginlikli gücləndirici (#PDm200, PiezoDrive) tərəfindən təmin edilmişdir.Elektrod armaturunda naqilləri düzəldin.Skaner 250 µm × 250 µm-ə qədər FOV əldə etmək üçün 15 kHz (sürətli ox) və 4 kHz (yavaş ox) yaxın tezliklərdə işləyir.Video 10, 16 və ya 20 Hz kadr tezliyində çəkilə bilər.Bu kadr sürətləri skanerin X və Y həyəcan tezliklərinin qiymətindən asılı olan Lissajous skan nümunəsinin təkrarlanma sürətinə uyğunlaşdırmaq üçün istifadə olunur29.Çərçivə sürəti, piksel həlli və skan nümunəsi sıxlığı arasındakı fərqlərin təfərrüatları əvvəlki işimizdə təqdim olunur14.
Möhkəm vəziyyətdə olan lazer (#OBIS 488 LS, koherent) təsvirin kontrastı üçün flüoreseini həyəcanlandırmaq üçün λex = 488 nm təmin edir (Şəkil 6a).Optik pigtaillər FC/APC konnektorları (itki 1,82 dB) vasitəsilə filtr qurğusuna qoşulur (Şəkil 6b).Şüa başqa bir FC/APC konnektoru vasitəsilə SMF-də dikroik güzgü (#WDM-12P-111-488/500:600, Oz Optik) ilə yönləndirilir.21 CFR 812-yə uyğun olaraq, cüzi risk üçün FDA tələblərinə cavab vermək üçün toxumaya düşən güc maksimum 2 mVt ilə məhdudlaşdırılır.Floresensiya dikroik güzgüdən və uzun ötürücü filtrdən (#BLP01-488R, Semrock) keçdi.Floresensiya, 50 µm nüvə diametrli ~1 m uzunluqda multimod lifdən istifadə edərək FC/PC konnektoru vasitəsilə fotoçoğaltıcı boru (PMT) detektoruna (#H7422-40, Hamamatsu) ötürüldü.Floresan siqnalları yüksək sürətli cərəyan gücləndiricisi ilə gücləndirildi (#59-179, Edmund Optics).Real vaxt rejimində məlumatların toplanması və təsvirin emalı üçün xüsusi proqram təminatı (LabVIEW 2021, NI) hazırlanmışdır.Lazer gücü və PMT qazanma parametrləri mikro nəzarətçi (#Arduino UNO, Arduino) tərəfindən xüsusi çap dövrə lövhəsindən istifadə etməklə müəyyən edilir.SMF və naqillər birləşdiricilərdə sona çatır və baza stansiyasındakı fiber optik (F) və simli (W) portlarına qoşulur (Şəkil 6c).Təsvir sistemi portativ arabada yerləşir (Şəkil 6d). Sızma cərəyanını <500 μA ilə məhdudlaşdırmaq üçün izolyasiya transformatorundan istifadə edilmişdir. Sızma cərəyanını <500 μA ilə məhdudlaşdırmaq üçün izolyasiya transformatorundan istifadə edilmişdir. Tərkibində 500 mkA-a qədər böyük ölçüdə transformator istifadə olunur. Sızma cərəyanını <500 µA ilə məhdudlaşdırmaq üçün izolyasiya transformatorundan istifadə edilmişdir.使用隔离变压器将泄漏电流限制在<500 μA。 <500 μA. İstifadə olunan transformator, 500 mkA-a qədər elektrik enerjisi ilə təchiz oluna bilər. Sızma cərəyanını <500µA ilə məhdudlaşdırmaq üçün izolyasiya transformatorundan istifadə edin.
vizuallaşdırma sistemi.(a) PMT, lazer və gücləndirici baza stansiyasındadır.(b) Filtr bankında lazer (mavi) FC/APC konnektoru vasitəsilə fiber optik kabel üzərində hərəkət edir.Şüa dikroik güzgü (DM) ilə ikinci FC/APC konnektoru vasitəsilə tək rejimli lifə (SMF) yönləndirilir.Floresensiya (yaşıl) DM və uzun keçid filtrindən (LPF) çox rejimli lif (MMF) vasitəsilə PMT-yə keçir.(c) Endoskopun proksimal ucu baza stansiyasının fiber optik (F) və simli (W) portlarına qoşulur.(d) Endoskop, monitor, baza stansiyası, kompüter və portativ arabadakı izolyasiya transformatoru.(a, c) Solidworks 2016 təsvir sisteminin və endoskop komponentlərinin 3D modelləşdirilməsi üçün istifadə edilmişdir.
Fokuslama optikasının yanal və eksenel ayırdetmə qabiliyyəti 0,1 µm diametrli flüoresan mikrosferlərin (#F8803, Thermo Fisher Scientific) nöqtə yayılma funksiyasından ölçüldü.Xətti mərhələdə (# M-562-XYZ, DM-13, Newport) istifadə edərək, mikrosferləri üfüqi və şaquli olaraq 1 µm addımlarla tərcümə edərək şəkilləri toplayın.Mikrosferlərin en kəsiyi şəkillərini əldə etmək üçün ImageJ2 istifadə edərək şəkil yığını.
Real vaxt rejimində məlumatların toplanması və təsvirin emalı üçün xüsusi proqram təminatı (LabVIEW 2021, NI) hazırlanmışdır.Əncirdə.7-də sistemin işləməsi üçün istifadə olunan qaydalara ümumi baxış göstərilir.İstifadəçi interfeysi məlumatların toplanması (DAQ), əsas panel və nəzarətçi panelindən ibarətdir.Məlumat toplama paneli xam məlumatları toplamaq və saxlamaq, fərdi məlumat toplama parametrləri üçün daxiletmə təmin etmək və skaner drayverinin parametrlərini idarə etmək üçün əsas panellə qarşılıqlı əlaqə yaradır.Əsas panel istifadəçiyə skaner idarəetmə siqnalı, video kadr sürəti və əldəetmə parametrləri daxil olmaqla, endoskopdan istifadə üçün istənilən konfiqurasiyanı seçməyə imkan verir.Bu panel həmçinin istifadəçiyə təsvirin parlaqlığını və kontrastını göstərməyə və idarə etməyə imkan verir.Xam məlumatı giriş kimi istifadə edərək, alqoritm PMT üçün optimal qazanc parametrini hesablayır və mütənasib-inteqral (PI)16 əks əlaqə idarəetmə sistemindən istifadə edərək bu parametri avtomatik tənzimləyir.Nəzarətçi lövhəsi lazer gücünü və PMT qazancını idarə etmək üçün əsas lövhə və məlumat toplama lövhəsi ilə qarşılıqlı əlaqədə olur.
Sistem proqram təminatının arxitekturası.İstifadəçi interfeysi modullardan (1) məlumatların toplanması (DAQ), (2) əsas panel və (3) nəzarətçi panelindən ibarətdir.Bu proqramlar eyni vaxtda işləyir və mesaj növbələri vasitəsilə bir-biri ilə əlaqə saxlayır.Əsas MEMS: Mikroelektromexaniki Sistem, TDMS: Texniki Məlumatların Nəzarət Axını, PI: Mütənasib İnteqral, PMT: Fotoçoğaltıcıdır.Şəkil və video faylları müvafiq olaraq BMP və AVI formatlarında saxlanılır.
Təsviri kəskinləşdirmək üçün istifadə olunan maksimum dəyəri müəyyən etmək üçün müxtəlif faza dəyərlərində şəkil piksel intensivliyinin dispersiyasını hesablamaq üçün bir faza düzəliş alqoritmi istifadə olunur.Real vaxt korreksiyası üçün hesablama vaxtını azaltmaq üçün faza skan diapazonu 0,286° nisbətən böyük addımla ±2,86°-dir.Bundan əlavə, daha az nümunə ilə təsvirin hissələrinin istifadəsi şəkil çərçivəsinin hesablama müddətini 10 Hz-də 7,5 saniyədən (1 Nümunə) 1,88 saniyəyə (250 Ksample) qədər azaldır.Bu giriş parametrləri in vivo görüntüləmə zamanı minimal gecikmə ilə adekvat təsvir keyfiyyətini təmin etmək üçün seçilmişdir.Canlı şəkillər və videolar müvafiq olaraq BMP və AVI formatlarında qeydə alınır.Xam məlumatlar Texniki Məlumatların İdarə Olunması Formatında (TMDS) saxlanılır.
LabVIEW 2021 ilə keyfiyyətin yaxşılaşdırılması üçün in vivo şəkillərin sonrakı işlənməsi. Tələb olunan uzun hesablama vaxtı səbəbindən in vivo görüntüləmə zamanı faza korreksiyası alqoritmlərindən istifadə edərkən dəqiqlik məhduddur.Yalnız məhdud şəkil sahələri və nümunə nömrələri istifadə olunur.Bundan əlavə, alqoritm hərəkət artefaktları və ya aşağı kontrastlı şəkillər üçün yaxşı işləmir və faza hesablama xətalarına səbəb olur30.Yüksək kontrastlı və heç bir hərəkət artefaktı olmayan fərdi çərçivələr 0,01° addımlarda ±0,75° faza skan diapazonu ilə fazanın incə tənzimlənməsi üçün əl ilə seçilmişdir.Bütün təsvir sahəsi istifadə edilmişdir (məsələn, 10 Hz-də qeydə alınmış təsvirin 1 Mnümunəsi).Cədvəl S2 real vaxt və sonrakı emal üçün istifadə olunan təsvir parametrlərini təfərrüatlandırır.Faza düzəlişindən sonra görüntü səs-küyünü daha da azaltmaq üçün median filtrdən istifadə olunur.Parlaqlıq və kontrast histoqramın uzanması və qamma korreksiyası ilə daha da yaxşılaşdırılır31.
Klinik sınaqlar Miçiqan Tibb Müəssisələrinin Nəzarət Şurası tərəfindən təsdiqlənmiş və Tibbi Prosedurlar Departamentində aparılmışdır.Bu tədqiqat ClinicalTrials.gov saytında onlayn qeydiyyatdan keçib (NCT03220711, qeydiyyat tarixi: 07/18/2017).Daxiletmə meyarlarına əvvəllər planlaşdırılmış elektiv kolonoskopiya, kolorektal xərçəng riskinin artması və iltihablı bağırsaq xəstəliyi olan xəstələr (18-100 yaş arası) daxildir.İştirak etməyə razılıq verən hər bir subyektdən məlumatlandırılmış razılıq alınmışdır.İstisna meyarları hamilə olan, flüoreseinə məlum hiperhəssaslığı olan və ya aktiv kimyaterapiya və ya radiasiya terapiyası keçirən xəstələr idi.Bu tədqiqat müntəzəm kolonoskopiya üçün planlaşdırılan ardıcıl xəstələri əhatə etdi və Miçiqan Tibb Mərkəzinin əhalisini təmsil etdi.Araşdırma Helsinki Bəyannaməsinə uyğun olaraq aparılıb.
Əməliyyatdan əvvəl, silikon qəliblərə quraşdırılmış 10 µm flüoresan muncuqlardan (#F8836, Thermo Fisher Scientific) istifadə edərək endoskopu kalibrləyin.Şəffaf silikon mastik (#RTV108, Momentive) 3D çap olunmuş 8 sm3 plastik qəlibə töküldü.Su flüoresan muncuqlarını silikonun üzərinə atın və su mühiti quruyana qədər buraxın.
Bütün kolon ağ işıq işıqlandırması ilə standart tibbi kolonoskopdan (Olympus, CF-HQ190L) istifadə edilərək araşdırıldı.Endoskopist iddia edilən xəstəliyin sahəsini təyin etdikdən sonra bölgə 5-10 ml 5% sirkə turşusu ilə yuyulur, sonra selik və zibilləri çıxarmaq üçün steril su ilə yuyulur.5 ml dozada 5 mq/ml flüoresein (Alcon, Fluorescite) venadaxili yeridildi və ya işçi kanaldan keçən standart kanüldən (M00530860, Boston Scientific) istifadə edərək selikli qişaya yerli olaraq püskürtüldü.
Selikli qişanın səthindən artıq boya və ya zibilləri təmizləmək üçün irriqatordan istifadə edin.Nebulizator kateteri çıxarın və ölümdən əvvəl təsvirləri əldə etmək üçün endoskopu işçi kanaldan keçirin.Distal ucunu hədəf bölgəyə yerləşdirmək üçün geniş sahəli endoskopik təlimatdan istifadə edin. Konfokal şəkilləri toplamaq üçün istifadə olunan ümumi vaxt <10 dəq. Konfokal şəkilləri toplamaq üçün istifadə olunan ümumi vaxt <10 dəq. Obщее время, затраченное на сбор конфокальных изображений, составило <10 min. Konfokal şəkilləri toplamaq üçün sərf olunan ümumi vaxt <10 dəq.Konfokal şəkillər üçün ümumi əldəetmə müddəti 10 dəqiqədən az idi.Endoskopik ağ işıq videosu Olympus EVIS EXERA III (CLV-190) görüntüləmə sistemindən istifadə edilərək işlənib və Elgato HD video yazıcıdan istifadə edilərək qeydə alınıb.Endoskopiya videolarını yazmaq və saxlamaq üçün LabVIEW 2021-dən istifadə edin.Görüntüləmə tamamlandıqdan sonra endoskop çıxarılır və vizuallaşdırılacaq toxuma biopsiya forsepsləri və ya tələ istifadə edilərək kəsilir. Dokular adi histologiya (H&E) üçün işlənmiş və ekspert GI patoloqu (HDA) tərəfindən qiymətləndirilmişdir. Dokular adi histologiya (H&E) üçün işlənmiş və ekspert GI patoloqu (HDA) tərəfindən qiymətləndirilmişdir. Gistologiya (H&E) və ekspertiza və patoloji tədqiqatlar (HDA) üçün hər hansı bir obyekt var. Dokular rutin histologiya (H&E) üçün işlənmiş və ekspert mədə-bağırsaq patoloqu (HDA) tərəfindən qiymətləndirilmişdir.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。 Gistologiya (H&E) və ekspertiza və patoloji tədqiqatlar (HDA) üçün hər hansı bir obyekt var. Dokular rutin histologiya (H&E) üçün işlənmiş və ekspert mədə-bağırsaq patoloqu (HDA) tərəfindən qiymətləndirilmişdir.Floresseinin spektral xassələri Şəkil S2-də göstərildiyi kimi spektrometrdən (USB2000+, Okean Optik) istifadə edilməklə təsdiq edilmişdir.
Endoskoplar insanlar tərəfindən hər istifadədən sonra sterilizasiya edilir (şək. 8).Təmizləmə prosedurları Miçiqan Tibb Mərkəzinin İnfeksiyaya Nəzarət və Epidemiologiya Departamentinin və Mərkəzi Steril Emal Bölməsinin rəhbərliyi və təsdiqi ilə həyata keçirilib. Tədqiqatdan əvvəl alətlər infeksiyanın qarşısının alınması və sterilizasiyanın yoxlanılması xidmətləri göstərən kommersiya qurumu olan Advanced Sterilization Products (ASP, Johnson & Johnson) tərəfindən sterilizasiya üçün sınaqdan keçirilmiş və təsdiq edilmişdir. Tədqiqatdan əvvəl alətlər infeksiyanın qarşısının alınması və sterilizasiyanın yoxlanılması xidmətləri göstərən kommersiya qurumu olan Advanced Sterilization Products (ASP, Johnson & Johnson) tərəfindən sterilizasiya üçün sınaqdan keçirilmiş və təsdiq edilmişdir. Qabaqcıl Sterilizasiya Məhsulları (ASP, Johnson & Johnson), infeksiyaların qarşısının alınması və sterilizasiyanın qarşısının alınması üzrə kommersiya təşkilatları, xidmətlər göstərən şirkətlər üçün sterilizasiya vasitələri ilə sınaqdan keçirilmiş və sınaqdan keçirilmiş alətlər. Tədqiqatdan əvvəl alətlər infeksiyaların qarşısının alınması və sterilizasiyanın yoxlanılması xidmətləri göstərən kommersiya təşkilatı olan Advanced Sterilization Products (ASP, Johnson & Johnson) tərəfindən sterilizasiya üçün sınaqdan keçirilmiş və təsdiq edilmişdir. Qabaqcıl Sterilizasiya Məhsulları (ASP, Johnson & Johnson) tərəfindən sterilizasiya edilmiş alətlər və proverenlər, kommersiya təşkilatları, infeksiyaların qarşısının alınması və sterilizasiyanın qarşısının alınması üçün xidmətlər təqdim olunur. Alətlər infeksiyanın qarşısının alınması və sterilizasiyanın yoxlanılması xidmətləri göstərən kommersiya təşkilatı olan Advanced Sterilization Products (ASP, Johnson & Johnson) tərəfindən öyrənilməmişdən əvvəl sterilizasiya edilib və yoxlanılıb.
Alətlərin təkrar emalı.(a) Endoskoplar STERRAD emal prosesindən istifadə edərək hər sterilizasiyadan sonra qablara yerləşdirilir.(b) SMF və naqillər müvafiq olaraq, təkrar emaldan əvvəl bağlanan fiber optik və elektrik birləşdiriciləri ilə bağlanır.
Aşağıdakıları etməklə endoskopları təmizləyin: (1) endoskopu proksimaldan distalə enzimatik təmizləyici ilə isladılmış tüysüz parça ilə silin;(2) Aləti enzimatik yuyucu məhlulda 3 dəqiqə su ilə batırın.tüysüz parça.Elektrik və fiber optik bağlayıcılar örtülür və məhluldan çıxarılır;(3) Endoskop bükülür və STERRAD 100NX, hidrogen peroksid qaz plazmasından istifadə edərək sterilizasiya üçün alət qabına yerləşdirilir.nisbətən aşağı temperatur və aşağı rütubət mühiti.
Cari tədqiqatda istifadə edilən və/yaxud təhlil edilən məlumat dəstləri əsaslı sorğu əsasında müvafiq müəlliflərdən əldə edilə bilər.
Pilonis, ND, Januszewicz, W. & di Pietro, M. Mədə-bağırsaq endoskopiyasında konfokal lazer endomikroskopiyası: Texniki aspektlər və klinik tətbiqlər. Pilonis, ND, Januszewicz, W. & di Pietro, M. Mədə-bağırsaq endoskopiyasında konfokal lazer endomikroskopiyası: Texniki aspektlər və klinik tətbiqlər.Pilonis, ND, Januszewicz, V. i di Pietro, M. Mədə-bağırsaq endoskopiyasında konfokal lazer endomikroskopiyası: texniki aspektlər və klinik tətbiq. Pilonis, ND, Januszewicz, W. & di Pietro, M. 胃肠内窥镜检查中的共聚焦激光内窥镜检查：技术斺面查：技术斺面唨唺区 Pilonis, ND, Januszewicz, W. & di Pietro, M. 共载肠分别在在在共公司设计在在机机: Texniki aspektlər və klinik tətbiqlər.Pilonis, ND, Januszewicz, V. i di Pietro, M. Mədə-bağırsaq endoskopiyasında konfokal lazer endoskopiyası: texniki aspektlər və klinik tətbiqlər.mədə-bağırsaq heparinin tərcüməsi.7, 7 (2022).
Al-Mansour, MR et al.SAGES TAVAC Konfokal Lazer Endomikroskopiyasının Təhlükəsizlik və Effektivlik Təhlili.Əməliyyat.Endoskopiya 35, 2091–2103 (2021).
Fugazza, A. et al.Mədə-bağırsaq və pankreatobiliar xəstəliklərdə konfokal lazer endoskopiyası: sistematik baxış və meta-analiz.Biotibbi Elm.saxlama çəni.daxili 2016, 4638683 (2016).