Terima kasih telah mengunjungi Nature.com.Anda menggunakan versi browser dengan dukungan CSS terbatas.Untuk pengalaman terbaik, kami menyarankan Anda menggunakan browser yang diperbarui (atau menonaktifkan Mode Kompatibilitas di Internet Explorer).Selain itu, untuk memastikan dukungan berkelanjutan, kami menampilkan situs tanpa gaya dan JavaScript.
Menampilkan carousel tiga slide sekaligus.Gunakan tombol Sebelumnya dan Berikutnya untuk berpindah melalui tiga slide sekaligus, atau gunakan tombol penggeser di bagian akhir untuk berpindah melalui tiga slide sekaligus.
Endoskopi laser confocal adalah metode baru biopsi optik waktu nyata.Gambar fluoresen dengan kualitas histologis dapat diperoleh secara instan dari epitel organ berongga.Saat ini, pemindaian dilakukan secara proksimal dengan instrumen berbasis probe yang umum digunakan dalam praktik klinis, dengan fleksibilitas terbatas dalam kontrol fokus.Kami mendemonstrasikan penggunaan pemindai resonansi parametrik yang dipasang di ujung distal endoskopi untuk melakukan defleksi lateral berkecepatan tinggi.Sebuah lubang telah diukir di tengah reflektor untuk menggulung jalur cahaya.Desain ini memperkecil ukuran instrumen menjadi diameter 2,4 mm dan panjang 10 mm, sehingga memungkinkan instrumen dilewatkan ke depan melalui saluran kerja endoskopi medis standar.Lensa kompak memberikan resolusi lateral dan aksial masing-masing 1,1 dan 13,6 µm.Jarak kerja 0 µm dan bidang pandang 250 µm × 250 µm dicapai pada kecepatan bingkai hingga 20 Hz.Eksitasi pada 488 nm merangsang fluorescein, pewarna yang disetujui FDA untuk kontras jaringan yang tinggi.Endoskopi telah diproses ulang selama 18 siklus tanpa kegagalan menggunakan metode sterilisasi yang disetujui secara klinis.Gambar fluoresen diperoleh dari mukosa kolon normal, adenoma tubular, polip hiperplastik, kolitis ulserativa, dan kolitis Crohn selama kolonoskopi rutin.Sel tunggal dapat diidentifikasi, termasuk kolonosit, sel goblet, dan sel inflamasi.Fitur mukosa seperti struktur ruang bawah tanah, rongga ruang bawah tanah, dan lamina propria dapat dibedakan.Instrumen ini dapat digunakan sebagai tambahan pada endoskopi konvensional.
Endoskopi laser confocal adalah modalitas pencitraan baru yang sedang dikembangkan untuk penggunaan klinis sebagai tambahan untuk endoskopi rutin1,2,3.Instrumen fleksibel yang terhubung dengan serat optik ini dapat digunakan untuk mendeteksi penyakit pada sel epitel yang melapisi organ berongga, seperti usus besar.Lapisan tipis jaringan ini sangat aktif secara metabolik dan merupakan sumber dari banyak proses penyakit seperti kanker, infeksi, dan peradangan.Endoskopi dapat mencapai resolusi subseluler, memberikan gambar in vivo dengan kualitas mendekati histologis secara real-time untuk membantu dokter membuat keputusan klinis.Biopsi jaringan fisik membawa risiko perdarahan dan perforasi.Seringkali spesimen biopsi dikumpulkan terlalu banyak atau terlalu sedikit.Setiap sampel yang diambil meningkatkan biaya pembedahan.Diperlukan beberapa hari agar sampel dievaluasi oleh ahli patologi.Selama hari-hari menunggu hasil patologi, pasien kerap mengalami kecemasan.Sebaliknya, modalitas pencitraan klinis lainnya seperti MRI, CT, PET, SPECT, dan USG tidak memiliki resolusi spasial dan kecepatan temporal yang diperlukan untuk memvisualisasikan proses epitel in vivo dengan resolusi subseluler secara real-time.
Instrumen berbasis probe (Cellvizio) saat ini umum digunakan di klinik untuk melakukan “biopsi optik”.Desainnya didasarkan pada bundel serat optik yang koheren secara spasial4 yang mengumpulkan dan mentransmisikan gambar berpendar.Inti serat tunggal bertindak sebagai “lubang” untuk menyaring cahaya yang tidak fokus secara spasial untuk resolusi subseluler.Pemindaian dilakukan secara proksimal menggunakan galvanometer yang besar dan besar.Ketentuan ini membatasi kemampuan alat kendali fokus.Penentuan stadium karsinoma epitel dini yang tepat memerlukan visualisasi di bawah permukaan jaringan untuk menilai invasi dan menentukan terapi yang tepat.Fluorescein, zat kontras yang disetujui FDA, diberikan secara intravena untuk menyoroti fitur struktural epitel. Endomikroskop ini memiliki dimensi diameter <2,4 mm, dan dapat dimasukkan dengan mudah melalui saluran biopsi endoskopi medis standar. Endomikroskop ini memiliki dimensi diameter <2,4 mm, dan dapat dimasukkan dengan mudah melalui saluran biopsi endoskopi medis standar. эндомикроскопы имеют размеры <2,4 mm в диаметре dan могут быть легко проведены через биопсийный канал стандартных медицинских эндоскопов. Endomikroskop ini berdiameter <2,4 mm dan dapat dengan mudah melewati saluran biopsi endoskopi medis standar.Borescope ini berdiameter kurang dari 2,4 mm dan mudah melewati saluran biopsi borescope medis standar.Fleksibilitas ini memungkinkan penerapan klinis yang luas dan tidak bergantung pada produsen endoskopi.Sejumlah studi klinis telah dilakukan dengan menggunakan perangkat pencitraan ini, termasuk deteksi dini kanker esofagus, lambung, usus besar, dan rongga mulut.Protokol pencitraan telah dikembangkan dan keamanan prosedur telah ditetapkan.
Sistem mikroelektromekanis (MEMS) adalah teknologi canggih untuk merancang dan membuat mekanisme pemindaian kecil yang digunakan pada ujung distal endoskopi.Posisi ini (relatif terhadap proksimal) memungkinkan fleksibilitas yang lebih besar dalam mengendalikan posisi fokus5,6.Selain defleksi lateral, mekanisme distal juga dapat melakukan pemindaian aksial, pemindaian pasca-objektif, dan pemindaian akses acak.Kemampuan ini memungkinkan interogasi sel epitel yang lebih komprehensif, termasuk pencitraan penampang vertikal7, bidang pandang besar (FOV)8 pemindaian bebas penyimpangan, dan peningkatan kinerja di sub-wilayah yang ditentukan pengguna9.MEMS memecahkan masalah serius dalam mengemas mesin pemindai dengan terbatasnya ruang yang tersedia di ujung instrumen.Dibandingkan dengan galvanometer besar, MEMS memberikan kinerja unggul pada ukuran kecil, kecepatan tinggi, dan konsumsi daya rendah.Proses manufaktur sederhana dapat ditingkatkan untuk produksi massal dengan biaya rendah.Banyak desain MEMS telah dilaporkan sebelumnya10,11,12.Belum ada teknologi yang cukup berkembang untuk memungkinkan penggunaan klinis pencitraan in vivo real-time secara luas melalui saluran kerja endoskopi medis.Di sini, kami bertujuan untuk menunjukkan penggunaan pemindai MEMS di ujung distal endoskopi untuk akuisisi gambar manusia in vivo selama endoskopi klinis rutin.
Instrumen serat optik dikembangkan menggunakan pemindai MEMS di ujung distal untuk mengumpulkan gambar fluoresen in vivo secara real-time dengan karakteristik histologis serupa.Serat mode tunggal (SMF) dibungkus dalam tabung polimer fleksibel dan tereksitasi pada λex = 488 nm.Konfigurasi ini memperpendek panjang ujung distal dan memungkinkannya dilewatkan ke depan melalui saluran kerja endoskopi medis standar.Gunakan ujungnya untuk memusatkan optik.Lensa ini dirancang untuk mencapai resolusi aksial hampir difraksi dengan bukaan numerik (NA) = 0,41 dan jarak kerja = 0 µm13.Shim presisi dibuat untuk menyelaraskan optik secara tepat 14. Pemindai dikemas dalam endoskopi dengan ujung distal kaku berdiameter 2,4 mm dan panjang 10 mm (Gbr. 1a).Dimensi ini memungkinkannya digunakan dalam praktik klinis sebagai aksesori selama endoskopi (Gbr. 1b).Kekuatan maksimum serangan laser pada jaringan adalah 2 mW.
Endoskopi laser confocal (CLE) dan pemindai MEMS.Foto yang menunjukkan (a) instrumen yang dikemas dengan dimensi ujung distal kaku dengan diameter 2,4 mm dan panjang 10 mm dan (b) saluran lurus melalui saluran kerja endoskopi medis standar (Olympus CF-HQ190L).(c) Tampak depan pemindai menunjukkan reflektor dengan bukaan tengah 50 µm yang dilalui berkas eksitasi.Pemindai dipasang pada gimbal yang digerakkan oleh satu set drive penggerak sisir kuadratur.Frekuensi resonansi perangkat ditentukan oleh ukuran pegas torsi.(d) Tampak samping pemindai menunjukkan pemindai dipasang pada dudukan dengan kabel dihubungkan ke jangkar elektroda yang menyediakan titik sambungan untuk sinyal penggerak dan daya.
Mekanisme pemindaian terdiri dari reflektor yang dipasang di gimbal yang digerakkan oleh serangkaian aktuator kuadratur yang digerakkan oleh sisir untuk membelokkan sinar ke samping (bidang XY) dalam pola Lissajous (Gbr. 1c).Sebuah lubang berdiameter 50 µm terukir di tengah yang dilalui sinar eksitasi.Pemindai digerakkan pada frekuensi resonansi desain, yang dapat disetel dengan mengubah dimensi pegas torsi.Jangkar elektroda diukir di bagian luar perangkat untuk menyediakan titik koneksi untuk sinyal daya dan kontrol (Gbr. 1d).
Sistem pencitraan dipasang pada kereta portabel yang dapat dibawa ke ruang operasi.Antarmuka pengguna grafis telah dirancang untuk mendukung pengguna dengan pengetahuan teknis minimal, seperti dokter dan perawat.Periksa frekuensi penggerak pemindai, mode beamform, dan FOV gambar secara manual.
Panjang keseluruhan endoskopi kira-kira 4m untuk memungkinkan instrumen melewati saluran kerja endoskopi medis standar secara penuh (1,68m), dengan panjang ekstra untuk kemampuan manuver.Di ujung proksimal endoskopi, SMF dan kabel berakhir pada konektor yang terhubung ke port serat optik dan kabel pada stasiun pangkalan.Instalasi tersebut berisi laser, unit filter, penguat tegangan tinggi dan detektor photomultiplier (PMT).Amplifier menyuplai daya dan menggerakkan sinyal ke pemindai.Unit filter optik memasangkan eksitasi laser ke SMF dan meneruskan fluoresensi ke PMT.
Endoskopi diproses ulang setelah setiap prosedur klinis menggunakan proses sterilisasi STERRAD dan dapat bertahan hingga 18 siklus tanpa kegagalan.Untuk larutan OPA, tidak ada tanda-tanda kerusakan yang terlihat setelah lebih dari 10 siklus desinfeksi.Hasil OPA mengungguli hasil STERRAD, yang menunjukkan bahwa umur endoskopi dapat diperpanjang dengan disinfeksi tingkat tinggi daripada sterilisasi ulang.
Resolusi gambar ditentukan dari fungsi penyebaran titik menggunakan manik-manik fluoresen dengan diameter 0,1 μm.Untuk resolusi lateral dan aksial, lebar penuh setengah maksimum (FWHM) masing-masing sebesar 1,1 dan 13,6 µm (Gbr. 2a, b).
Pilihan gambar.Resolusi lateral (a) dan aksial (b) dari optik pemfokusan dicirikan oleh fungsi penyebaran titik (PSF) yang diukur menggunakan mikrosfer fluoresen dengan diameter 0,1 m.Lebar penuh setengah maksimum (FWHM) yang diukur masing-masing adalah 1,1 dan 13,6 µm.Inset: Tampilan mikrosfer tunggal yang diperluas dalam arah melintang (XY) dan aksial (XZ) ditampilkan.(c) Gambar fluoresen yang diperoleh dari strip target standar (USAF 1951) (oval merah) menunjukkan bahwa kelompok 7-6 dapat diselesaikan dengan jelas.(d) Gambar mikrosfer fluoresen tersebar berdiameter 10 µm yang menunjukkan bidang pandang gambar 250 µm×250 µm.PSF di (a, b) dibuat menggunakan MATLAB R2019a (https://www.mathworks.com/).(c, d) Gambar neon dikumpulkan menggunakan LabVIEW 2021 (https://www.ni.com/).
Gambar neon dari lensa resolusi standar dengan jelas membedakan kumpulan kolom dalam kelompok 7-6, yang mempertahankan resolusi lateral yang tinggi (Gbr. 2c).Bidang pandang (FOV) 250 µm × 250 µm ditentukan dari gambar manik-manik fluoresen berdiameter 10 µm yang tersebar pada kaca penutup (Gbr. 2d).
Metode otomatis untuk kontrol penguatan PMT dan koreksi fase diterapkan dalam sistem pencitraan klinis untuk mengurangi artefak gerakan dari endoskopi, gerak peristaltik usus besar, dan pernapasan pasien.Algoritma rekonstruksi dan pemrosesan gambar telah dijelaskan sebelumnya14,15.Penguatan PMT dikendalikan oleh pengontrol proporsional-integral (PI) untuk mencegah saturasi intensitas16.Sistem membaca intensitas piksel maksimum untuk setiap frame, menghitung respons proporsional dan integral, dan menentukan nilai penguatan PMT untuk memastikan bahwa intensitas piksel berada dalam kisaran yang diizinkan.
Selama pencitraan in vivo, ketidaksesuaian fase antara pergerakan pemindai dan sinyal kontrol dapat menyebabkan gambar menjadi buram.Efek tersebut mungkin terjadi akibat perubahan suhu perangkat di dalam tubuh manusia.Gambar cahaya putih menunjukkan bahwa endoskopi bersentuhan dengan mukosa kolon normal secara in vivo (Gambar 3a).Kekaburan piksel yang tidak sejajar dapat dilihat pada gambar mentah mukosa kolon normal (Gambar 3b).Setelah perawatan dengan penyesuaian fase dan kontras yang tepat, fitur subseluler dari mukosa dapat dibedakan (Gbr. 3c).Untuk informasi tambahan, gambar confocal mentah dan gambar real-time yang diproses ditunjukkan pada Gambar. S1, dan parameter rekonstruksi gambar yang digunakan untuk real-time dan pasca-pemrosesan disajikan pada Tabel S1 dan Tabel S2.
Pengolahan citra.(a) Gambar endoskopi sudut lebar yang menunjukkan endoskopi (E) ditempatkan dalam kontak dengan mukosa kolon normal (N) untuk mengumpulkan gambar fluoresen in vivo setelah pemberian fluorescein.(b) Berkeliaran pada sumbu X dan Y selama pemindaian dapat menyebabkan piksel yang tidak sejajar menjadi kabur.Untuk tujuan demonstrasi, pergeseran fasa yang besar diterapkan pada gambar asli.(c) Setelah koreksi fase pasca-pemrosesan, rincian mukosa dapat dinilai, termasuk struktur ruang bawah tanah (panah), dengan lumen sentral (l) dikelilingi oleh lamina propria (lp).Sel tunggal dapat dibedakan, termasuk kolonosit (c), sel goblet (g), dan sel inflamasi (panah).Lihat video tambahan 1. (b, c) Gambar diolah menggunakan LabVIEW 2021.
Gambar fluoresensi confocal telah diperoleh in vivo pada beberapa penyakit kolon untuk menunjukkan penerapan klinis instrumen yang luas.Pencitraan sudut lebar pertama kali dilakukan dengan menggunakan cahaya putih untuk mendeteksi mukosa yang sangat abnormal.Endoskopi kemudian dimasukkan melalui saluran kerja kolonoskop dan dikontakkan dengan mukosa.
Gambar endoskopi bidang lebar, endomikroskopi confocal, dan histologi (H&E) ditunjukkan untuk neoplasia kolon, termasuk adenoma tubular dan polip hiperplastik. Gambar endoskopi bidang lebar, endomikroskopi confocal, dan histologi (H&E) ditunjukkan untuk neoplasia kolon, termasuk adenoma tubular dan polip hiperplastik. Широкопольная эндоскопия, конфокальная эндомикроскопия и гистологические (H&E) изображения показаны ada telepon yang tidak dapat diakses, telepon yang tidak dapat diakses, dan kebijakan yang berlaku. Endoskopi kolon, endomikroskopi confocal, dan pencitraan histologis (H&E) diindikasikan untuk neoplasia kolon, termasuk adenoma tubular dan polip hiperplastik.显示结肠肿瘤（包括管状腺瘤和增生性息肉）的广角内窥镜检查、共聚焦显微内窥镜检查和组织学(H&E) 图像。perusahaan asuransi (perusahaan asuransi) gambar 果学(H&E). Широкопольная эндоскопия, конфокальная микроэндоскопия и гистологические (H&E) изображения, показыв Anda dapat menggunakan layanan telepon, layanan berbayar, dan layanan berbayar. Gambar endoskopi bidang luas, mikroendoskopi confocal, dan histologis (H&E) menunjukkan tumor usus besar, termasuk adenoma tubular dan polip hiperplastik.Adenoma tubular menunjukkan hilangnya arsitektur ruang bawah tanah yang normal, pengurangan ukuran sel goblet, distorsi lumen ruang bawah tanah, dan penebalan lamina propria (Gambar 4a-c).Polip hiperplastik menunjukkan arsitektur kripta berbentuk bintang, beberapa sel piala, lumen kriptus seperti celah, dan kripta pipih tidak beraturan (Gbr. 4d-f).
Gambar kulit tebal mukosa in vivo. Gambar endoskopi cahaya putih representatif, endomikroskop confocal, dan histologi (H&E) ditunjukkan untuk (ac) adenoma, (df) polip hiperplastik, (gi) kolitis ulserativa, dan (jl) kolitis Crohn. Gambar endoskopi cahaya putih representatif, endomikroskop confocal, dan histologi (H&E) ditunjukkan untuk (ac) adenoma, (df) polip hiperplastik, (gi) kolitis ulserativa, dan (jl) kolitis Crohn. Типичные изображения эндоскопии в белом свете, конфокального эндомикроскопа и гистологии (H&E) ы для (ac) аденомы, (df) гиперпластического полипа, (gi) язвенного колита и (jl) колита Крона. Gambar khas endoskopi cahaya putih, endomikroskop confocal, dan histologi (H&E) ditunjukkan untuk (ac) adenoma, (df) polip hiperplastik, (gi) kolitis ulserativa, dan (jl) kolitis Crohn.显示了(ac) 腺瘤、(df) 增生性息肉、(gi) 溃疡性结肠炎和(jl) 克罗恩结肠炎的代表性白光内窥镜检查、共聚焦内窥镜检查和组织学( H&E) 图像。 Ini menunjukkan(ac) 躰真、(df) 增生性息肉、(gi) 苏盖性红肠炎和(jl) 克罗恩红肠炎的体育性白光内肠肠炎性、共公司内肠肠炎性和电视学( H&E ) gambar. Pengoperasian perangkat keras, pengontrol, dan pengontrol (ac) tidak dapat dilakukan ы, (df) гиперпластического полипоза, (gi) язвенного колита dan (jl) колита Крона (H&E). Endoskopi cahaya putih yang representatif, endoskopi confocal, dan histologi (ac) adenoma, (df) poliposis hiperplastik, (gi) kolitis ulserativa, dan (jl) kolitis Crohn (H&E) ditampilkan.(B) menunjukkan gambar confocal yang diperoleh in vivo dari tubular adenoma (TA) menggunakan endoskopi (E).Lesi prakanker ini menunjukkan hilangnya arsitektur ruang bawah tanah yang normal (panah), distorsi lumen ruang bawah tanah (l), dan kepadatan lamina propria ruang bawah tanah (lp).Kolonosit (c), sel goblet (g), dan sel inflamasi (panah) juga dapat diidentifikasi.Smt.Video Tambahan 2. (e) menunjukkan gambar confocal yang diperoleh dari polip hiperplastik (HP) in vivo.Lesi jinak ini menunjukkan arsitektur ruang bawah tanah seperti bintang (panah), lumen ruang bawah tanah seperti celah (l), dan lamina propria (lp) yang bentuknya tidak beraturan.Kolonosit (c), beberapa sel goblet (g) dan sel inflamasi (panah) juga dapat diidentifikasi.Smt.Video Tambahan 3. (h) menunjukkan gambar confocal yang diperoleh pada kolitis ulserativa (UC) in vivo.Kondisi inflamasi ini menunjukkan arsitektur ruang bawah tanah yang terdistorsi (panah) dan sel goblet yang menonjol (g).Bulu fluorescein (f) diekstrusi dari sel epitel, mencerminkan peningkatan permeabilitas pembuluh darah.Banyak sel inflamasi (panah) terlihat di lamina propria (lp).Smt.Video Tambahan 4. (k) menunjukkan gambar confocal yang diperoleh in vivo dari daerah Crohn's colitis (CC).Kondisi inflamasi ini menunjukkan arsitektur ruang bawah tanah yang terdistorsi (panah) dan sel goblet yang menonjol (g).Bulu fluorescein (f) diekstrusi dari sel epitel, mencerminkan peningkatan permeabilitas pembuluh darah.Banyak sel inflamasi (panah) terlihat di lamina propria (lp).Smt.Video Tambahan 5. (b, d, h, l) Gambar diolah menggunakan LabVIEW 2021.
Gambaran peradangan kolon serupa juga ditampilkan, termasuk kolitis ulserativa (UC) (Gambar 4g-i) dan kolitis Crohn (Gambar 4j-l).Respon inflamasi diperkirakan ditandai dengan struktur ruang bawah tanah yang terdistorsi dengan sel goblet yang menonjol.Fluorescein dikeluarkan dari sel epitel, mencerminkan peningkatan permeabilitas pembuluh darah.Sejumlah besar sel inflamasi dapat dilihat pada lamina propria.
Kami telah mendemonstrasikan aplikasi klinis dari endoskopi laser confocal berpasangan serat fleksibel yang menggunakan pemindai MEMS yang diposisikan distal untuk akuisisi gambar in vivo.Pada frekuensi resonansi, kecepatan bingkai hingga 20 Hz dapat dicapai menggunakan mode pemindaian Lissajous kepadatan tinggi untuk mengurangi artefak gerakan.Jalur optik dilipat untuk memberikan perluasan sinar dan bukaan numerik yang cukup untuk mencapai resolusi lateral 1,1 µm.Gambar fluoresen dengan kualitas histologis diperoleh selama kolonoskopi rutin pada mukosa kolon normal, adenoma tubular, polip hiperplastik, kolitis ulserativa, dan kolitis Crohn.Sel tunggal dapat diidentifikasi, termasuk kolonosit, sel goblet, dan sel inflamasi.Fitur mukosa seperti struktur ruang bawah tanah, rongga ruang bawah tanah, dan lamina propria dapat dibedakan.Perangkat keras presisi dibuat dengan mesin mikro untuk memastikan keselarasan yang tepat dari masing-masing komponen optik dan mekanis dalam instrumen berdiameter 2,4 mm x panjang 10 mm.Desain optik mengurangi panjang ujung distal yang kaku sehingga memungkinkan jalur langsung melalui saluran kerja ukuran standar (diameter 3,2 mm) pada endoskopi medis.Oleh karena itu, terlepas dari produsennya, perangkat tersebut dapat digunakan secara luas oleh dokter di tempat tinggal.Eksitasi dilakukan pada λex = 488 nm untuk merangsang fluorescein, pewarna yang disetujui FDA, untuk mendapatkan kontras tinggi.Instrumen diproses ulang tanpa masalah selama 18 siklus menggunakan metode sterilisasi yang diterima secara klinis.
Dua desain instrumen lainnya telah divalidasi secara klinis.Cellvizio (Mauna Kea Technologies) adalah confocal laser endoscope (pCLE) berbasis probe yang menggunakan sekumpulan kabel serat optik koheren multimode untuk mengumpulkan dan mengirimkan gambar fluoresensi1.Cermin galvo yang terletak di stasiun pangkalan melakukan pemindaian lateral di ujung proksimal.Bagian optik dikumpulkan pada bidang horizontal (XY) dengan kedalaman 0 hingga 70 µm.Kit microprobe tersedia dengan diameter 0,91 (jarum 19 G) hingga 5 mm.Resolusi lateral 1 hingga 3,5 µm dicapai.Gambar dikumpulkan pada frame rate 9 hingga 12 Hz dengan bidang pandang satu dimensi dari 240 hingga 600 µm.Platform ini telah digunakan secara klinis di berbagai bidang termasuk saluran empedu, kandung kemih, usus besar, kerongkongan, paru-paru, dan pankreas.Optiscan Pty Ltd telah mengembangkan endoskopi laser confocal (eCLE) berbasis endoskopi dengan mesin pemindai yang terpasang pada tabung penyisipan (ujung distal) endoskopi profesional (EC-3870K, Pentax Precision Instruments) 17 .Bagian optik dilakukan menggunakan serat mode tunggal, dan pemindaian samping dilakukan menggunakan mekanisme kantilever melalui garpu tala resonansi.Aktuator Shape Memory Alloy (Nitinol) digunakan untuk menciptakan perpindahan aksial.Diameter total modul confocal adalah 5 mm.Untuk pemfokusan, digunakan lensa GRIN dengan aperture numerik NA = 0,6.Gambar horizontal diperoleh dengan resolusi lateral dan aksial masing-masing 0,7 dan 7 µm, pada kecepatan bingkai 0,8–1,6 Hz dan bidang pandang 500 µm × 500 µm.
Kami mendemonstrasikan resolusi subseluler akuisisi pencitraan fluoresensi in vivo dari tubuh manusia melalui endoskopi medis menggunakan pemindai MEMS ujung distal.Fluoresensi memberikan kontras gambar yang tinggi, dan ligan yang berikatan dengan target permukaan sel dapat diberi label dengan fluorofor untuk memberikan identitas molekuler guna meningkatkan diagnosis penyakit18.Teknik optik lain untuk mikroendoskopi in vivo juga sedang dikembangkan. OCT menggunakan panjang koherensi pendek dari sumber cahaya broadband untuk mengumpulkan gambar pada bidang vertikal dengan kedalaman >1 mm19. OCT menggunakan panjang koherensi pendek dari sumber cahaya broadband untuk mengumpulkan gambar pada bidang vertikal dengan kedalaman >1 mm19. ОКТ использует короткую источника света сбора изображений в вертикальной плоскости с глубиной >1 mm19. OCT menggunakan panjang koherensi pendek dari sumber cahaya broadband untuk memperoleh gambar pada bidang vertikal dengan kedalaman >1 mm19. OCT 使用宽带光源的短相干长度来收集垂直平面中深度> 1 mm19 的图像。1 mm19 inci. ОКТ использует короткую когерентности широкополосного света сбора изображений н а глубине >1 мм19 в вертикальной плоскости. OCT menggunakan panjang koherensi pendek dari sumber cahaya broadband untuk memperoleh gambar >1 mm19 pada bidang vertikal.Namun, pendekatan kontras rendah ini bergantung pada pengumpulan cahaya yang tersebar balik dan resolusi gambar dibatasi oleh artefak spekel.Endoskopi fotoakustik menghasilkan gambar in vivo berdasarkan ekspansi termoelastik yang cepat pada jaringan setelah penyerapan pulsa laser yang menghasilkan gelombang suara20. Pendekatan ini telah menunjukkan kedalaman pencitraan >1 cm pada usus besar manusia secara in vivo untuk memantau terapi. Pendekatan ini telah menunjukkan kedalaman pencitraan >1 cm pada usus besar manusia secara in vivo untuk memantau terapi. Ini adalah jumlah yang diperlukan > 1 cm dalam jumlah yang diperlukan untuk in vivo толя мониторинга т contohnya. Pendekatan ini telah menunjukkan kedalaman pencitraan >1 cm pada usus besar manusia secara in vivo untuk pemantauan terapi.这种方法已经证明在体内人结肠中成像深度> 1 厘米以监测治疗。这种方法已经证明在体内人结肠中成像深度> 1 Ini berarti Anda harus menggunakan kartu kredit > 1 cm untuk panggilan telepon in vivo монитори terapi lainnya. Pendekatan ini telah dibuktikan pada kedalaman pencitraan >1 cm di usus besar manusia secara in vivo untuk memantau terapi.Kontrasnya terutama dihasilkan oleh hemoglobin di pembuluh darah.Endoskopi multifoton menghasilkan gambar fluoresensi kontras tinggi ketika dua atau lebih foton NIR mengenai biomolekul jaringan secara bersamaan21. Pendekatan ini dapat mencapai kedalaman pencitraan >1 mm dengan fototoksisitas rendah. Pendekatan ini dapat mencapai kedalaman pencitraan >1 mm dengan fototoksisitas rendah. Perlu waktu lebih dari 1 mm per menit. Pendekatan ini dapat memberikan kedalaman gambar > 1 mm dengan fototoksisitas rendah.这种方法可以实现>1 毫米的成像深度,光毒性低。这种方法可以实现>1 毫米的成像深度,光毒性低。 Perlu waktu lebih dari 1 mm per menit. Pendekatan ini dapat memberikan kedalaman gambar > 1 mm dengan fototoksisitas rendah.Diperlukan pulsa laser femtodetik intensitas tinggi dan metode ini belum terbukti secara klinis selama endoskopi.
Pada prototipe ini pemindai hanya melakukan defleksi lateral, sehingga bagian optik berada pada bidang horizontal (XY).Perangkat ini mampu beroperasi pada frame rate yang lebih tinggi (20 Hz) dibandingkan cermin galvanik (12 Hz) di sistem Cellvizio.Tingkatkan kecepatan bingkai untuk mengurangi artefak gerakan dan turunkan kecepatan bingkai untuk meningkatkan sinyal.Algoritme berkecepatan tinggi dan otomatis diperlukan untuk mengurangi artefak gerakan besar yang disebabkan oleh gerakan endoskopi, gerakan pernapasan, dan motilitas usus.Pemindai resonansi parametrik telah terbukti mencapai perpindahan aksial lebih dari ratusan mikron22. Gambar dapat dikumpulkan dalam bidang vertikal (XZ), tegak lurus terhadap permukaan mukosa, untuk memberikan tampilan yang sama seperti histologi (H&E). Gambar dapat dikumpulkan dalam bidang vertikal (XZ), tegak lurus terhadap permukaan mukosa, untuk memberikan tampilan yang sama seperti histologi (H&E). Hal ini dapat dilakukan di вертикальной плоскости (XZ), перпендикулярной слизисто Selain itu, tugas-tugas ini juga merupakan tanggung jawab hukum (H&E). Gambar dapat diambil pada bidang vertikal (XZ) tegak lurus terhadap permukaan mukosa untuk menghasilkan gambar yang sama seperti pada histologi (H&E).可以在垂直于粘膜表面的垂直平面(XZ) 中收集图像,以提供与组织学(H&E) 相同的视图。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) Hal ini dapat dilakukan di вертикальной плоскости (XZ), перпендикулярной слизисто Selain itu, tugas-tugas ini juga merupakan tanggung jawab teknis (H&E). Gambar dapat diambil pada bidang vertikal (XZ) tegak lurus terhadap permukaan mukosa untuk memberikan gambar yang sama seperti pemeriksaan histologis (H&E).Pemindai dapat ditempatkan pada posisi pasca obyektif dimana sinar iluminasi jatuh di sepanjang sumbu optik utama untuk mengurangi sensitivitas terhadap penyimpangan8.Volume fokus yang hampir terbatas pada difraksi dapat menyimpang pada bidang pandang yang luas.Pemindaian akses acak dapat dilakukan untuk membelokkan reflektor ke posisi yang ditentukan pengguna9.Bidang pandang dapat dikurangi untuk menyorot area gambar yang berubah-ubah, meningkatkan rasio signal-to-noise, kontras, dan kecepatan bingkai.Pemindai dapat diproduksi secara massal menggunakan proses sederhana.Ratusan perangkat dapat dibuat pada setiap wafer silikon untuk meningkatkan produksi untuk produksi massal berbiaya rendah dan distribusi luas.
Jalur cahaya yang terlipat mengurangi ukuran ujung distal yang kaku, sehingga memudahkan penggunaan endoskopi sebagai aksesori selama kolonoskopi rutin.Pada gambar fluoresen yang ditampilkan, fitur subseluler dari mukosa dapat dilihat untuk membedakan adenoma tubular (prakanker) dari polip hiperplastik (jinak).Hasil ini menunjukkan bahwa endoskopi dapat mengurangi jumlah biopsi yang tidak perlu23.Komplikasi umum yang berhubungan dengan pembedahan dapat dikurangi, interval pemantauan dapat dioptimalkan, dan analisis histologis pada lesi minor dapat diminimalkan.Kami juga menampilkan gambar in vivo pasien dengan penyakit radang usus, termasuk kolitis ulserativa (UC) dan kolitis Crohn.Kolonoskopi cahaya putih konvensional memberikan gambaran makroskopis permukaan mukosa dengan kemampuan terbatas untuk menilai penyembuhan mukosa secara akurat.Endoskopi dapat digunakan secara in vivo untuk mengevaluasi kemanjuran terapi biologis seperti antibodi anti-TNF24.Penilaian in vivo yang akurat juga dapat mengurangi atau mencegah kekambuhan penyakit dan komplikasi seperti pembedahan serta meningkatkan kualitas hidup.Tidak ada efek samping serius yang dilaporkan dalam studi klinis terkait penggunaan endoskopi yang mengandung fluorescein in vivo25. Kekuatan laser pada permukaan mukosa dibatasi hingga <2 mW untuk meminimalkan risiko cedera termal dan memenuhi persyaratan FDA untuk risiko tidak signifikan26 per 21 CFR 812. Kekuatan laser pada permukaan mukosa dibatasi hingga <2 mW untuk meminimalkan risiko cedera termal dan memenuhi persyaratan FDA untuk risiko tidak signifikan26 per 21 CFR 812. Пщность лзера на поверхности слизистой оболчки быыы орн д д д ilan дв д о о uman д о о о о ail ов ждения и сответствовать тебованиям fda относительно незначительного рска26 со kondencana 2112 CFR 812. Kekuatan laser pada permukaan mukosa dibatasi hingga <2 mW untuk meminimalkan risiko kerusakan termal dan memenuhi persyaratan FDA untuk risiko yang dapat diabaikan26 di bawah 21 CFR 812.2 mW, FDA 21 CFR 812 对非重大风险26的要求。daya listrik <2 mW Мощность лазера на поверхности слизистой оболочки была ограничена до <2 мВт, чтобы свести к saatимуму риск т izin yang berlaku dan FDA 21 CFR 812 tidak dapat digunakan lagi26. Kekuatan laser pada permukaan mukosa dibatasi hingga <2 mW untuk meminimalkan risiko kerusakan termal dan memenuhi persyaratan FDA 21 CFR 812 untuk risiko yang dapat diabaikan26.
Desain instrumen dapat dimodifikasi untuk meningkatkan kualitas gambar.Optik khusus tersedia untuk mengurangi aberasi bola, meningkatkan resolusi gambar, dan meningkatkan jarak kerja.SIL dapat disetel agar lebih cocok dengan indeks bias jaringan (~1,4) untuk meningkatkan penggabungan cahaya.Frekuensi penggerak dapat disesuaikan untuk meningkatkan sudut lateral pemindai dan memperluas bidang pandang gambar.Anda dapat menggunakan metode otomatis untuk menghapus bingkai gambar dengan pergerakan signifikan untuk mengurangi efek ini.Array gerbang yang dapat diprogram di lapangan (FPGA) dengan akuisisi data berkecepatan tinggi akan digunakan untuk memberikan koreksi full-frame real-time berkinerja tinggi.Untuk kegunaan klinis yang lebih besar, metode otomatis harus mengoreksi pergeseran fase dan artefak gerakan untuk interpretasi gambar secara real-time.Pemindai resonansi parametrik 3-sumbu monolitik dapat diimplementasikan untuk memperkenalkan pemindaian aksial 22 . Perangkat ini telah dikembangkan untuk mencapai perpindahan vertikal >400 µm yang belum pernah terjadi sebelumnya dengan menyetel frekuensi penggerak dalam rezim yang menampilkan campuran dinamika pelunakan/pengakuan27. Perangkat ini telah dikembangkan untuk mencapai perpindahan vertikal >400 µm yang belum pernah terjadi sebelumnya dengan menyetel frekuensi penggerak dalam rezim yang menampilkan campuran dinamika pelunakan/pengakuan27. Эти устройства ыли разрабоukup ждения В ржиме, который характedit A Perangkat ini telah dirancang untuk mencapai perpindahan vertikal >400 µm yang belum pernah terjadi sebelumnya dengan mengatur frekuensi penggerak dalam mode yang dicirikan oleh campuran dinamika lembut/keras27.perusahaan asuransi kesehatan / perusahaan asuransi kesehatan ukuran>400 µm dan 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 下 调整 驱动频率 来 实现 的> 400 µm 的 垂直 位移 27。 Jumlah biaya yang harus dikeluarkan untuk pembayaran lebih dari 400 juta menit н астройки частоты срабатывания в режиме со смешанной кинетикой размягчения/затвердевания27. Perangkat ini telah dirancang untuk mencapai perpindahan vertikal >400 µm yang belum pernah terjadi sebelumnya dengan menyesuaikan frekuensi pemicu dalam mode kinetika pelunakan/pengerasan campuran27.Di masa depan, pencitraan transversal vertikal dapat membantu menentukan stadium dini kanker (T1a).Sirkuit penginderaan kapasitif dapat diterapkan untuk melacak pergerakan pemindai dan mengoreksi pergeseran fasa (28).Kalibrasi fasa otomatis menggunakan rangkaian sensor dapat menggantikan kalibrasi instrumen manual sebelum digunakan.Keandalan instrumen dapat ditingkatkan dengan menggunakan teknik penyegelan instrumen yang lebih andal untuk meningkatkan jumlah siklus pemrosesan.Teknologi MEMS menjanjikan percepatan penggunaan endoskopi untuk memvisualisasikan epitel organ berongga, mendiagnosis penyakit, dan memantau pengobatan dengan cara yang minimal invasif.Dengan pengembangan lebih lanjut, modalitas pencitraan baru ini dapat menjadi solusi berbiaya rendah yang dapat digunakan sebagai tambahan pada endoskopi medis untuk pemeriksaan histologis segera dan pada akhirnya dapat menggantikan analisis patologi tradisional.
Simulasi ray tracing dilakukan dengan menggunakan perangkat lunak desain optik ZEMAX (versi 2013) untuk menentukan parameter optik pemfokusan.Kriteria desain meliputi resolusi aksial hampir difraksi, jarak kerja = 0 µm, dan bidang pandang (FOV) lebih besar dari 250 × 250 µm2.Untuk eksitasi pada panjang gelombang λex = 488 nm, digunakan serat mode tunggal (SMF).Doublet akromatik digunakan untuk mengurangi varians dari kumpulan fluoresensi (Gambar 5a).Sinar melewati SMF dengan diameter bidang mode 3,5 μm dan tanpa pemotongan melewati bagian tengah reflektor dengan diameter bukaan 50 μm.Gunakan lensa perendaman keras (hemisferis) dengan indeks bias tinggi (n = 2,03) untuk meminimalkan aberasi sferis sinar datang dan memastikan kontak penuh dengan permukaan mukosa.Optik pemfokusan memberikan NA total = 0,41, di mana NA = nsinα, n adalah indeks bias jaringan, adalah sudut konvergensi berkas maksimum.Resolusi lateral dan aksial terbatas difraksi masing-masing adalah 0,44 dan 6,65 µm, menggunakan NA = 0,41, λ = 488 nm, dan n = 1,3313.Hanya lensa yang tersedia secara komersial dengan diameter luar (OD) ≤ 2 mm yang dipertimbangkan.Jalur optik terlipat, dan sinar yang meninggalkan SMF melewati bukaan tengah pemindai dan dipantulkan kembali oleh cermin tetap (diameter 0,29 mm).Konfigurasi ini memperpendek panjang ujung distal yang kaku untuk memfasilitasi perjalanan endoskopi ke depan melalui saluran kerja endoskopi medis standar (diameter 3,2 mm).Fitur ini memudahkan penggunaannya sebagai aksesori selama endoskopi rutin.
Panduan cahaya terlipat dan kemasan endoskopi.(a) Sinar eksitasi keluar dari OBC dan melewati bukaan tengah pemindai.Sinar diperluas dan dipantulkan dari cermin melingkar tetap kembali ke pemindai untuk defleksi lateral.Optik pemfokusan terdiri dari sepasang lensa doublet akromatik dan lensa perendaman padat (hemisferis) yang memberikan kontak dengan permukaan mukosa.ZEMAX 2013 (https://www.zemax.com/) untuk desain optik dan simulasi ray tracing.(b) Menunjukkan lokasi berbagai komponen instrumen, termasuk serat mode tunggal (SMF), pemindai, cermin, dan lensa.Solidworks 2016 (https://www.solidworks.com/) digunakan untuk pemodelan 3D kemasan endoskopi.
SMF (#460HP, Thorlabs) dengan diameter bidang mode 3,5 µm pada panjang gelombang 488 nm digunakan sebagai “lubang” untuk penyaringan spasial cahaya tidak fokus (Gbr. 5b).SMF dibungkus dalam tabung polimer fleksibel (#Pebax 72D, Nordson MEDICAL).Panjang sekitar 4 meter digunakan untuk memastikan jarak yang cukup antara pasien dan sistem pencitraan.Sepasang lensa doublet akromatik berlapis MgF2 2 mm (#65568, #65567, Edmund Optics) dan lensa hemisferis tak berlapis 2 mm (#90858, Edmund Optics) digunakan untuk memfokuskan sinar dan mengumpulkan fluoresensi.Masukkan tabung ujung baja tahan karat (panjang 4 mm, OD 2,0 mm, ID 1,6 mm) di antara resin dan tabung luar untuk mengisolasi getaran pemindai.Gunakan perekat medis untuk melindungi instrumen dari cairan tubuh dan prosedur penanganan.Gunakan pipa heat shrink untuk melindungi konektor.
Pemindai ringkas dibuat berdasarkan prinsip resonansi parametrik.Buatlah lubang 50 µm di tengah reflektor untuk mengirimkan sinar eksitasi.Dengan menggunakan seperangkat penggerak segi empat yang digerakkan oleh sisir, berkas yang diperluas dibelokkan secara melintang dalam arah ortogonal (bidang XY) dalam mode Lissajous.Papan akuisisi data (#DAQ PCI-6115, NI) digunakan untuk menghasilkan sinyal analog untuk mengontrol pemindai.Daya disediakan oleh amplifier tegangan tinggi (#PDm200, PiezoDrive) melalui kabel tipis (#B4421241, MWS Wire Industries).Buat pengkabelan pada jangkar elektroda.Pemindai beroperasi pada frekuensi mendekati 15 kHz (sumbu cepat) dan 4 kHz (sumbu lambat) untuk mencapai FOV hingga 250 µm × 250 µm.Video dapat direkam pada kecepatan bingkai 10, 16, atau 20 Hz.Kecepatan bingkai ini digunakan untuk mencocokkan tingkat pengulangan pola pemindaian Lissajous, yang bergantung pada nilai frekuensi eksitasi X dan Y pemindai29.Rincian trade-off antara kecepatan bingkai, resolusi piksel, dan kepadatan pola pemindaian disajikan dalam karya kami sebelumnya14.
Laser solid state (#OBIS 488 LS, koheren) menyediakan λex = 488 nm untuk merangsang fluorescein untuk kontras gambar (Gbr. 6a).Kuncir optik dihubungkan ke unit filter melalui konektor FC/APC (kerugian 1,82 dB) (Gbr. 6b).Sinar dibelokkan oleh cermin dichroic (#WDM-12P-111-488/500:600, Oz Optics) di SMF melalui konektor FC/APC lainnya.Sesuai dengan 21 CFR 812, daya yang terjadi pada jaringan dibatasi hingga maksimum 2 mW untuk memenuhi persyaratan FDA untuk risiko yang dapat diabaikan.Fluoresensi dilewatkan melalui cermin dichroic dan filter transmisi panjang (#BLP01-488R, Semrock).Fluoresensi ditransmisikan ke detektor tabung fotomultiplier (PMT) (#H7422-40, Hamamatsu) melalui konektor FC/PC menggunakan serat multimode sepanjang ~1 m dengan diameter inti 50 µm.Sinyal fluoresen diperkuat dengan penguat arus berkecepatan tinggi (#59-179, Edmund Optics).Perangkat lunak khusus (LabVIEW 2021, NI) telah dikembangkan untuk akuisisi data dan pemrosesan gambar secara real-time.Pengaturan daya laser dan penguatan PMT ditentukan oleh mikrokontroler (#Arduino UNO, Arduino) menggunakan papan sirkuit cetak khusus.SMF dan kabel berakhir di konektor dan terhubung ke port serat optik (F) dan kabel (W) di stasiun pangkalan (Gambar 6c).Sistem pencitraan terdapat pada kereta portabel (Gambar 6d). Trafo isolasi digunakan untuk membatasi arus bocor hingga <500 μA. Trafo isolasi digunakan untuk membatasi arus bocor hingga <500 μA. Jumlah pelanggan yang diperlukan untuk <500 juta dolar atau lebih. Trafo isolasi digunakan untuk membatasi arus bocor hingga <500 µA.kapasitas penyimpanan <500 μA。 <500 μA。 Jika terjadi kesalahan, jumlah yang diperlukan adalah <500 mкА. Gunakan trafo isolasi untuk membatasi arus bocor hingga <500µA.
sistem visualisasi.(a) PMT, laser dan amplifier berada di stasiun pangkalan.(b) Di bank filter, laser (biru) diarahkan melalui kabel serat optik melalui konektor FC/APC.Sinar dibelokkan oleh cermin dichroic (DM) menjadi serat mode tunggal (SMF) melalui konektor FC/APC kedua.Fluoresensi (hijau) mengalir melalui DM dan long pass filter (LPF) ke PMT melalui serat multimode (MMF).(c) Ujung proksimal endoskopi dihubungkan ke port serat optik (F) dan kabel (W) pada stasiun pangkalan.(d) Endoskopi, monitor, stasiun pangkalan, komputer, dan trafo isolasi pada kereta portabel.(a, c) Solidworks 2016 digunakan untuk pemodelan 3D sistem pencitraan dan komponen endoskopi.
Resolusi lateral dan aksial optik pemfokusan diukur dari fungsi penyebaran titik mikrosfer fluoresen (#F8803, Thermo Fisher Scientific) dengan diameter 0,1 µm.Kumpulkan gambar dengan menerjemahkan mikrosfer secara horizontal dan vertikal dalam langkah 1 µm menggunakan tahap linier (# M-562-XYZ, DM-13, Newport).Tumpukan gambar menggunakan ImageJ2 untuk memperoleh gambar penampang mikrosfer.
Perangkat lunak khusus (LabVIEW 2021, NI) telah dikembangkan untuk akuisisi data dan pemrosesan gambar secara real-time.Pada gambar.Gambar 7 menunjukkan ikhtisar rutinitas yang digunakan untuk mengoperasikan sistem.Antarmuka pengguna terdiri dari akuisisi data (DAQ), panel utama dan panel pengontrol.Panel pengumpulan data berinteraksi dengan panel utama untuk mengumpulkan dan menyimpan data mentah, memberikan masukan untuk pengaturan pengumpulan data khusus, dan mengelola pengaturan driver pemindai.Panel utama memungkinkan pengguna memilih konfigurasi yang diinginkan untuk menggunakan endoskopi, termasuk sinyal kontrol pemindai, kecepatan bingkai video, dan parameter akuisisi.Panel ini juga memungkinkan pengguna untuk menampilkan dan mengontrol kecerahan dan kontras gambar.Dengan menggunakan data mentah sebagai masukan, algoritme menghitung pengaturan penguatan optimal untuk PMT dan secara otomatis menyesuaikan parameter ini menggunakan sistem kontrol umpan balik proporsional-integral (PI)16.Papan pengontrol berinteraksi dengan papan utama dan papan akuisisi data untuk mengontrol daya laser dan penguatan PMT.
Arsitektur perangkat lunak sistem.Antarmuka pengguna terdiri dari modul (1) akuisisi data (DAQ), (2) panel utama dan (3) panel pengontrol.Program-program ini berjalan secara bersamaan dan berkomunikasi satu sama lain melalui antrian pesan.Kuncinya adalah MEMS: Sistem Mikroelektromekanis, TDMS: Aliran Kontrol Data Teknis, PI: Integral Proporsional, PMT: Photomultiplier.File gambar dan video masing-masing disimpan dalam format BMP dan AVI.
Algoritma koreksi fase digunakan untuk menghitung sebaran intensitas piksel gambar pada nilai fase yang berbeda untuk menentukan nilai maksimum yang digunakan untuk mempertajam gambar.Untuk koreksi real-time, rentang pemindaian fase adalah ±2,86° dengan langkah yang relatif besar yaitu 0,286° untuk mengurangi waktu komputasi.Selain itu, penggunaan bagian gambar dengan sampel yang lebih sedikit semakin mengurangi waktu komputasi bingkai gambar dari 7,5 detik (1 Msample) menjadi 1,88 detik (250 Ksample) pada 10 Hz.Parameter masukan ini dipilih untuk memberikan kualitas gambar yang memadai dengan latensi minimal selama pencitraan in vivo.Gambar dan video langsung masing-masing direkam dalam format BMP dan AVI.Data mentah disimpan dalam Format Aliran Manajemen Data Teknis (TMDS).
Pasca-pemrosesan gambar in vivo untuk peningkatan kualitas dengan LabVIEW 2021. Akurasi terbatas saat menggunakan algoritma koreksi fase selama pencitraan in vivo karena memerlukan waktu komputasi yang lama.Hanya area gambar dan nomor sampel terbatas yang digunakan.Selain itu, algoritma ini tidak bekerja dengan baik untuk gambar dengan artefak gerak atau kontras rendah dan menyebabkan kesalahan perhitungan fase30.Bingkai individual dengan kontras tinggi dan tanpa artefak gerakan dipilih secara manual untuk penyempurnaan fase dengan rentang pemindaian fase ±0,75° dalam langkah 0,01°.Seluruh area gambar digunakan (misalnya, 1 Msampel gambar yang direkam pada 10 Hz).Tabel S2 merinci parameter gambar yang digunakan untuk real-time dan pasca-pemrosesan.Setelah koreksi fase, filter median digunakan untuk mengurangi noise gambar lebih lanjut.Kecerahan dan kontras semakin ditingkatkan dengan peregangan histogram dan koreksi gamma31.
Uji klinis telah disetujui oleh Dewan Peninjau Institusi Medis Michigan dan dilakukan di Departemen Prosedur Medis.Penelitian ini terdaftar secara online di ClinicalTrials.gov (NCT03220711, tanggal pendaftaran: 18/07/2017).Kriteria inklusi mencakup pasien (berusia 18 hingga 100 tahun) yang sebelumnya telah menjalani kolonoskopi elektif, peningkatan risiko kanker kolorektal, dan riwayat penyakit radang usus.Informed consent diperoleh dari setiap subjek yang setuju untuk berpartisipasi.Kriteria eksklusi adalah pasien yang sedang hamil, diketahui memiliki hipersensitivitas terhadap fluorescein, atau sedang menjalani kemoterapi aktif atau terapi radiasi.Penelitian ini melibatkan pasien berturut-turut yang dijadwalkan untuk kolonoskopi rutin dan mewakili populasi Michigan Medical Center.Penelitian ini dilakukan sesuai dengan Deklarasi Helsinki.
Sebelum operasi, kalibrasi endoskopi menggunakan manik-manik fluoresen 10 µm (#F8836, Thermo Fisher Scientific) yang dipasang dalam cetakan silikon.Sealant silikon tembus pandang (#RTV108, Momentive) dituangkan ke dalam cetakan plastik berukuran 8 cm3 yang dicetak 3D.Jatuhkan manik-manik fluoresen air di atas silikon dan biarkan hingga media air mengering.
Seluruh usus besar diperiksa menggunakan kolonoskop medis standar (Olympus, CF-HQ190L) dengan penerangan cahaya putih.Setelah ahli endoskopi menentukan area yang diduga penyakit, area tersebut dicuci dengan 5-10 ml asam asetat 5%, kemudian dengan air steril untuk menghilangkan lendir dan kotoran.Dosis 5 ml fluorescein 5 mg/ml (Alcon, Fluorescite) disuntikkan secara intravena atau disemprotkan secara topikal ke mukosa menggunakan kanula standar (M00530860, Boston Scientific) yang dilewatkan melalui saluran kerja.
Gunakan irigator untuk membilas sisa pewarna atau kotoran dari permukaan mukosa.Lepaskan kateter nebulisasi dan masukkan endoskopi melalui saluran kerja untuk mendapatkan gambar ante-mortem.Gunakan panduan endoskopi bidang lebar untuk memposisikan ujung distal di area target. Total waktu yang digunakan untuk mengumpulkan gambar confocal adalah <10 menit. Total waktu yang digunakan untuk mengumpulkan gambar confocal adalah <10 menit. Общее время, затраченное на сбор конфокальных изображений, составило <10 мин. Total waktu yang dibutuhkan untuk mengumpulkan gambar confocal adalah <10 menit.Total waktu akuisisi untuk gambar confocal kurang dari 10 menit.Video cahaya putih endoskopi diproses menggunakan sistem pencitraan Olympus EVIS EXERA III (CLV-190) dan direkam menggunakan perekam video Elgato HD.Gunakan LabVIEW 2021 untuk merekam dan menyimpan video endoskopi.Setelah pencitraan selesai, endoskopi dikeluarkan dan jaringan yang akan divisualisasikan dipotong menggunakan tang biopsi atau jerat. Jaringan diproses untuk histologi rutin (H&E), dan dievaluasi oleh ahli patologi GI (HDA). Jaringan diproses untuk histologi rutin (H&E), dan dievaluasi oleh ahli patologi GI (HDA). Ada banyak hal yang harus dilakukan antara lain: saluran (HDA). Jaringan diproses untuk histologi rutin (H&E) dan dinilai oleh ahli patologi gastrointestinal (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。 Ada banyak hal yang harus dilakukan antara lain: saluran (HDA). Jaringan diproses untuk histologi rutin (H&E) dan dinilai oleh ahli patologi gastrointestinal (HDA).Sifat spektral fluorescein dikonfirmasi menggunakan spektrometer (USB2000+, Ocean Optics) seperti yang ditunjukkan pada Gambar S2.
Endoskopi disterilkan setelah digunakan oleh manusia (Gbr. 8).Prosedur pembersihan dilakukan di bawah arahan dan persetujuan Departemen Pengendalian Infeksi dan Epidemiologi Michigan Medical Center dan Unit Pemrosesan Steril Pusat. Sebelum penelitian dilakukan, instrumen diuji dan divalidasi untuk sterilisasi oleh Advanced Sterilization Products (ASP, Johnson & Johnson), sebuah entitas komersial yang menyediakan layanan pencegahan infeksi dan validasi sterilisasi. Sebelum penelitian dilakukan, instrumen diuji dan divalidasi untuk sterilisasi oleh Advanced Sterilization Products (ASP, Johnson & Johnson), sebuah entitas komersial yang menyediakan layanan pencegahan infeksi dan validasi sterilisasi. Layanan dan produk sterilisasi lanjutan (ASP, Johnson & Johnson), коммер organisasi-organisasi ini, yang bertanggung jawab atas layanan dan layanan yang diperlukan. Sebelum penelitian, instrumen diuji dan disetujui untuk disterilkan oleh Advanced Sterilization Products (ASP, Johnson & Johnson), sebuah organisasi komersial yang menyediakan layanan pencegahan infeksi dan verifikasi sterilisasi. Layanan dan Produk Sterilisasi Lanjutan (ASP, Johnson & Johnson), produk sterilisasi lanjutan, dan kapas Anda perlu menggunakan layanan dan layanan yang lebih baik. Instrumen disterilkan dan diperiksa sebelum dipelajari oleh Advanced Sterilization Products (ASP, Johnson & Johnson), sebuah organisasi komersial yang menyediakan layanan pencegahan infeksi dan verifikasi sterilisasi.
Daur ulang alat.(a) Endoskopi ditempatkan dalam baki setelah setiap sterilisasi menggunakan proses pemrosesan STERRAD.(b) SMF dan kabel masing-masing diakhiri dengan konektor serat optik dan listrik, yang ditutup sebelum diproses ulang.
Bersihkan endoskopi dengan melakukan hal berikut: (1) bersihkan endoskopi dengan kain tidak berbulu yang dibasahi dengan pembersih enzimatik dari proksimal ke distal;(2) Rendam instrumen dalam larutan deterjen enzimatik selama 3 menit dengan air.kain bebas serat.Konektor listrik dan serat optik ditutup dan dilepas dari larutan;(3) Endoskopi dibungkus dan ditempatkan pada baki instrumen untuk sterilisasi menggunakan STERRAD 100NX, plasma gas hidrogen peroksida.suhu yang relatif rendah dan lingkungan kelembaban rendah.
Kumpulan data yang digunakan dan/atau dianalisis dalam penelitian ini tersedia dari masing-masing penulis berdasarkan permintaan yang masuk akal.
Pilonis, ND, Januszewicz, W. & di Pietro, M. Endomikroskopi laser confocal dalam endoskopi gastro-intestinal: Aspek teknis dan aplikasi klinis. Pilonis, ND, Januszewicz, W. & di Pietro, M. Endomikroskopi laser confocal dalam endoskopi gastro-intestinal: Aspek teknis dan aplikasi klinis.Pilonis, ND, Januszewicz, V. i di Pietro, M. Endomikroskopi laser confocal dalam endoskopi gastrointestinal: aspek teknis dan aplikasi klinis. Pilonis, ND, Januszewicz, W. & di Pietro, M. 胃肠内窥镜检查中的共聚焦激光内窥镜检查：技术方面和临床应用。 Pilonis, ND, Januszewicz, W. & di Pietro, M. 共载肠分别在在在共公司设计在在机机：Aspek teknis dan aplikasi klinis.Pilonis, ND, Januszewicz, V. i di Pietro, M. Endoskopi laser confocal dalam endoskopi gastrointestinal: aspek teknis dan aplikasi klinis.terjemahan heparin gastrointestinal.7, 7 (2022).
Al-Mansour, MR dkk.Analisis Keamanan dan Kemanjuran Endomikroskopi Laser Confocal SAGES TAVAC.Operasi.Endoskopi 35, 2091–2103 (2021).
Fugazza, A. dkk.Endoskopi laser confocal pada penyakit gastrointestinal dan pankreatobilier: tinjauan sistematis dan meta-analisis.Ilmu biomedis.tangki penyimpanan.internal 2016, 4638683 (2016).