Hatur nuhun pikeun ngadatangan Nature.com.Anjeun nganggo versi browser kalayan dukungan CSS kawates.Pikeun pangalaman anu pangsaéna, kami nyarankeun yén anjeun nganggo browser anu diropéa (atanapi nganonaktipkeun Mode Kasaluyuan dina Internet Explorer).Sajaba ti éta, pikeun mastikeun rojongan lumangsung, urang némbongkeun situs tanpa gaya na JavaScript.
Nampilkeun carousel tilu slide sakaligus.Pake tombol Saméméhna jeung Salajengna pikeun mindahkeun ngaliwatan tilu slides dina hiji waktu, atawa make tombol geseran di ahir pikeun mindahkeun ngaliwatan tilu slides dina hiji waktu.
Confocal laser endoscopy mangrupakeun metoda anyar real-time biopsy optik.Gambar fluoresensi kualitas histologis tiasa didapet langsung tina épitél organ kerung.Ayeuna, panyeken dilaksanakeun sacara proksimal sareng instrumen dumasar-usik anu biasa dianggo dina prakték klinis, kalayan kalenturan terbatas dina kontrol fokus.Kami nunjukkeun panggunaan alat panyeken résonansi paramétrik anu dipasang dina tungtung distal tina endoskop pikeun ngalakukeun defleksi gurat-speed tinggi.Hiji liang geus etched kana puseur pemantul pikeun gulung nepi jalur lampu.Desain ieu ngurangan ukuran alat pikeun 2,4 mm diaméterna sarta 10 mm panjangna, sahingga bisa dialirkeun ka hareup ngaliwatan saluran gawé endoskop médis baku.Lénsa kompak nyadiakeun résolusi gurat sareng axial masing-masing 1.1 sareng 13.6 µm.Jarak kerja 0 µm sareng lapang pandang 250 µm × 250 µm kahontal dina laju pigura nepi ka 20 Hz.Éksitasi dina 488 nm ngagumbirakeun fluorescein, pewarna anu disatujuan FDA pikeun kontras jaringan anu luhur.Endoscopes geus reprocessed pikeun 18 siklus tanpa gagal ngagunakeun métode sterilization disatujuan klinis.Gambar fluoresensi dicandak tina mukosa kolon normal, adenoma tubular, polip hiperplastik, kolitis ulcerative, sareng kolitis Crohn nalika kolonoskopi rutin.Sél tunggal tiasa diidentifikasi, kalebet kolonosit, sél goblet, sareng sél radang.Fitur mukosa sapertos struktur crypt, rongga crypt, sareng lamina propria tiasa dibédakeun.Alatna tiasa dianggo salaku tambahan pikeun endoskopi konvensional.
Confocal laser endoscopy mangrupakeun modalitas Imaging novel keur dimekarkeun pikeun pamakéan klinis salaku adjunct kana endoscopy rutin1,2,3.Ieu alat fléksibel, serat-optik-hubungkeun bisa dipaké pikeun ngadeteksi kasakit dina sél épitél nu garis organ kerung, kayaning titik.Lapisan ipis jaringan ieu aktip pisan sacara métabolik sareng mangrupikeun sumber seueur prosés panyakit sapertos kanker, inféksi, sareng peradangan.Endoscopy bisa ngahontal resolusi subsélular, nyadiakeun real-time, kualitas deukeut-histological dina gambar vivo pikeun mantuan clinicians nyieun kaputusan klinis.Biopsy jaringan fisik mawa résiko perdarahan sareng perforasi.Loba teuing atawa saeutik teuing spésimén biopsy mindeng dikumpulkeun.Unggal sampel dipiceun ngaronjatkeun biaya bedah.Butuh sababaraha dinten kanggo sampel dievaluasi ku ahli patologi.Salila dinten ngantosan hasil patologi, pasien sering ngalaman kahariwang.Sabalikna, modalitas pencitraan klinis anu sanés sapertos MRI, CT, PET, SPECT, sareng ultrasound kakurangan résolusi spasial sareng kecepatan temporal anu diperyogikeun pikeun ngabayangkeun prosés épitél dina vivo kalayan résolusi subsélular sacara real-time.
Alat dumasar usik (Cellvizio) ayeuna biasa dianggo di klinik pikeun ngalakukeun "biopsi optik".Desainna dumasar kana bundle4 serat optik anu koheren sacara spasial anu ngumpulkeun sareng ngirimkeun gambar fluoresensi.Inti serat tunggal tindakan salaku "liang" pikeun spasial nyaring lampu defocused pikeun resolusi subcellular.Nyeken dilaksanakeun sacara proksimal nganggo galvanometer anu ageung.Panyadiaan ieu ngabatesan kamampuan alat kontrol fokus.Pementasan ditangtoskeun tina carcinoma épitél mimiti merlukeun visualisasi handap beungeut jaringan pikeun assess invasi jeung nangtukeun terapi luyu.Fluorescein, agén kontras anu disatujuan FDA, dikaluarkeun sacara intravena pikeun nyorot fitur struktural épitél. Endomicroscopes ieu boga diménsi <2.4 mm diaméterna, sarta bisa diliwatan maju gampang ngaliwatan saluran biopsy endoskop médis baku. Endomicroscopes ieu boga diménsi <2.4 mm diaméterna, sarta bisa diliwatan maju gampang ngaliwatan saluran biopsy endoskop médis baku. Эти эндомикроскопы имеют размеры <2,4 мм в диаметре и могут быть легко проведены через биопсийный кадмихда оскопов. Endomikroskop ieu diaméterna <2.4 mm sareng tiasa gampang dialirkeun kana saluran biopsi endoskop médis standar.Borescopes ieu kirang ti 2.4 mm diaméterna sarta gampang ngaliwatan saluran biopsy borescopes médis baku.Kalenturan ieu ngamungkinkeun pikeun rupa-rupa aplikasi klinis sareng henteu gumantung kana produsén endoskop.Seueur panilitian klinis parantos dilakukeun nganggo alat pencitraan ieu, kalebet deteksi awal kanker esophagus, burih, usus besar, sareng rohangan lisan.Protokol pencitraan parantos dikembangkeun sareng kasalametan prosedur parantos ditetepkeun.
Sistem Microelectromechanical (MEMS) mangrupikeun téknologi anu kuat pikeun ngarancang sareng ngadamel mékanisme scanning leutik anu dianggo dina tungtung distal endoskop.Posisi ieu (relatif ka proksimal) ngamungkinkeun pikeun kalenturan gede dina ngadalikeun posisi fokus5,6.Salian defleksi gurat, mékanisme distal ogé tiasa ngalakukeun scan axial, scan post-obyektif, sareng scan aksés acak.Kamampuhan ieu ngaktifkeun pamariksaan sél épitél anu langkung komprehensif, kalebet pencitraan cross-sectional nangtung7, panyeken bébas aberasi (FOV)8, sareng prestasi ningkat dina sub-wilayah anu ditetepkeun ku pangguna9.MEMS ngarengsekeun masalah serius ngeunaan bungkusan mesin scanning kalayan rohangan kawates anu aya di tungtung alat.Dibandingkeun galvanometers gede pisan, MEMS nyadiakeun kinerja unggul dina ukuran leutik, speed tinggi, sarta konsumsi kakuatan low.A prosés manufaktur basajan bisa diskalakeun up pikeun produksi masal kalawan béaya rendah.Loba desain MEMS geus dilaporkeun saméméhna10,11,12.Henteu aya téknologi anu cekap dikembangkeun pikeun ngaktifkeun pamakean klinis nyebar sacara real-time in vivo imaging ngaliwatan saluran kerja endoskop médis.Di dieu, kami tujuanana pikeun nunjukkeun pamakean scanner MEMS dina tungtung distal tina endoskop pikeun akuisisi gambar manusa in vivo salami endoskopi klinis rutin.
Alat serat optik dikembangkeun nganggo scanner MEMS di tungtung distal pikeun ngumpulkeun gambar fluoresensi vivo sacara real-time sareng ciri histologis anu sami.Serat single-mode (SMF) diasupkeun dina tabung polimér fléksibel tur bungah dina λex = 488 nm.Konfigurasi ieu shortens panjang ujung distal tur ngamungkinkeun eta pikeun ngalirkeun hareup ngaliwatan saluran gawé endoskop médis baku.Paké tip pikeun puseur optik.Lénsa ieu dirarancang pikeun ngahontal résolusi aksial anu ampir difraktif kalayan aperture numerik (NA) = 0.41 sareng jarak kerja = 0 µm13.Shims precision dijieun pikeun persis align élmu optik 14. scanner ieu rangkep dina endoskop kalawan ujung distal kaku 2,4 mm diaméterna sarta 10 mm panjang (Gbr. 1a).Diménsi ieu ngamungkinkeun pikeun dipaké dina prakték klinis salaku aksésori salila endoscopy (Gbr. 1b).Daya maksimum kajadian laser dina jaringan éta 2 mW.
Confocal laser endoscopy (CLE) jeung scanner MEMS.Poto némbongkeun (a) alat rangkep jeung distal tip diménsi kaku 2,4 diaméterna mm sarta 10 mm panjangna sarta (b) petikan lempeng ngaliwatan saluran kerja tina endoskop médis baku (Olympus CF-HQ190L).(c) Panempoan hareup alat panyeken mintonkeun pemantul kalayan aperture sentral 50 µm anu ngaliwatan sinar éksitasi.Scanner dipasang dina gimbal anu didorong ku sakumpulan drive drive quadrature comb.Frékuénsi résonansi alat ditangtukeun ku ukuran cinyusu torsion.(d) Sisi panempoan scanner némbongkeun scanner dipasang dina stand kalawan kawat disambungkeun ka jangkar éléktroda nu nyadiakeun titik sambungan pikeun drive na kakuatan sinyal.
Mékanisme scanning diwangun ku pemantul gimbal-dipasang disetir ku susunan actuator quadrature sisir-disetir pikeun deflect beam laterally (pesawat XY) dina pola Lissajous (Gbr. 1c).Hiji liang 50 µm diaméterna ieu etched di tengah ngaliwatan nu beam éksitasi ngaliwatan.Scanner didorong dina frékuénsi résonansi desain, anu tiasa disaluyukeun ku cara ngarobah dimensi cinyusu torsion.jangkar éléktroda anu engraved dina periphery alat pikeun nyadiakeun titik sambungan pikeun kakuatan jeung sinyal kontrol (Gbr. 1d).
Sistem pencitraan dipasang dina karanjang portabel anu tiasa digulung ka kamar operasi.Antarbeungeut pangguna grafis parantos dirarancang pikeun ngadukung pangguna anu gaduh pangaweruh téknis minimal, sapertos dokter sareng perawat.Pariksa sacara manual frékuénsi drive scanner, mode beamform, sareng FOV gambar.
Panjang sakabéh endoskop nyaéta kira-kira 4m pikeun ngidinan petikan pinuh instrumen ngaliwatan saluran gawé tina endoskop médis baku (1.68m), kalawan panjang tambahan pikeun maneuverability.Dina tungtung proksimal endoskop, SMF sareng kabel ditungtungan dina konektor anu nyambung ka serat optik sareng palabuhan kabel tina base station.Pamasanganna ngandung laser, unit saringan, panguat tegangan tinggi sareng detektor photomultiplier (PMT).Panguat nyayogikeun kakuatan sareng sinyal drive ka scanner.Unit filter optik pasangan éksitasi laser ka SMF sarta ngalirkeun fluoresensi ka PMT.
Endoskop diolah deui saatos unggal prosedur klinis nganggo prosés sterilisasi STERRAD sareng tiasa tahan dugi ka 18 siklus tanpa gagal.Pikeun solusi OPA, teu aya tanda-tanda karusakan anu ditingali saatos langkung ti 10 siklus disinfeksi.Hasil OPA langkung saé tibatan STERRAD, nunjukkeun yén umur endoskop tiasa diperpanjang ku disinfeksi tingkat luhur tibatan sterilisasi deui.
Resolusi gambar ditangtukeun tina fungsi sumebar titik ngagunakeun manik fluoresensi kalayan diaméter 0,1 μm.Pikeun resolusi gurat jeung axial, lebar pinuh dina satengah maksimum (FWHM) tina 1.1 jeung 13.6 µm, masing-masing diukur (Gbr. 2a, b).
Pilihan gambar.Résolusi gurat (a) jeung axial (b) tina optik fokus dicirikeun ku fungsi sumebar titik (PSF) diukur maké microspheres fluoresensi kalayan diaméter 0,1 μm.Lebar pinuh anu diukur dina satengah maksimum (FWHM) masing-masing nyaéta 1.1 sareng 13.6 µm.Inset: pintonan dimekarkeun tina hiji mikrosfir tunggal dina arah transverse (XY) jeung axial (XZ) ditémbongkeun.(c) Gambar fluoresensi dicandak ti standar (USAF 1951) target strip (oval beureum) némbongkeun yén grup 7-6 bisa direngsekeun jelas.(d) Gambar 10 µm diaméterna microspheres fluoresensi dispersed némbongkeun hiji widang tempoan gambar 250 µm × 250 µm.PSF dina (a, b) diwangun nganggo MATLAB R2019a (https://www.mathworks.com/).(c, d) Gambar fluoresensi dikumpulkeun nganggo LabVIEW 2021 (https://www.ni.com/).
Gambar fluoresensi tina lenses resolusi baku jelas ngabedakeun susunan kolom dina grup 7-6, nu ngajaga resolusi gurat luhur (Gbr. 2c).Widang of view (FOV) 250 µm × 250 µm ditangtukeun tina gambar 10 µm diaméterna manik fluoresensi dispersed on coverslips (Gbr. 2d).
Metodeu otomatis pikeun kontrol gain PMT sareng koreksi fase dilaksanakeun dina sistem pencitraan klinis pikeun ngirangan artefak gerak tina endoskop, peristalsis usus, sareng engapan pasien.Algoritma rekonstruksi sareng pamrosésan gambar parantos dijelaskeun sateuacana14,15.Gain PMT dikawasa ku controller proporsional-integral (PI) pikeun nyegah jenuh inténsitas16.Sistem maca inténsitas piksel maksimum pikeun tiap pigura, ngitung réspon proporsional jeung integral, sarta nangtukeun nilai gain PMT pikeun mastikeun yén inténsitas piksel aya dina rentang allowable.
Salila pencitraan in vivo, fase mismatch antara gerakan scanner sareng sinyal kontrol tiasa nyababkeun gambar kabur.Épék sapertos kitu tiasa lumangsung kusabab parobihan dina suhu alat di jero awak manusa.Gambar lampu bodas nunjukkeun yén endoskop aya hubungan sareng mukosa kolon normal dina vivo (Gambar 3a).Kabur tina piksel anu teu leres tiasa ditingali dina gambar atah mukosa kolon normal (Gambar 3b).Sanggeus perlakuan jeung fase ditangtoskeun jeung kontras adjustment, fitur subsélular mukosa bisa dibédakeun (Gbr. 3c).Pikeun émbaran tambahan, gambar confocal atah jeung gambar real-time olahan ditémbongkeun dina Gbr. S1, sarta parameter rekonstruksi gambar dipaké pikeun real-time jeung pos-processing dibere dina Table S1 na Table S2.
Ngolah gambar.(a) Gambar endoscopic sudut lega nunjukkeun endoskop (E) disimpen dina kontak sareng mukosa kolon normal (N) pikeun ngumpulkeun gambar fluoresensi vivo saatos administrasi fluorescein.(b) Ngumbara dina sumbu X jeung Y salila scanning bisa ngabalukarkeun piksel misaligned kabur.Pikeun kaperluan démo, a shift fase badag dilarapkeun ka gambar aslina.(c) Saatos koreksi fase pos-processing, rinci mucosal bisa ditaksir, kaasup struktur crypt (panah), kalawan lumen sentral (l) dikurilingan ku lamina propria (lp).Sél tunggal tiasa dibédakeun, kalebet kolonosit (c), sél goblet (g), sareng sél radang (panah).Tempo video tambahan 1. (b, c) Gambar diolah ngagunakeun LabVIEW 2021.
Gambar fluoresensi confocal geus diala in vivo dina sababaraha kasakit colonic pikeun demonstrate aplikasi klinis lega alat.Pencitraan sudut lega munggaran dilakukeun nganggo lampu bodas pikeun ngadeteksi mukosa anu teu normal.Endoscope lajeng maju ngaliwatan saluran gawé colonoscope sarta dibawa kana kontak jeung mukosa nu.
Wide-field endoscopy, confocal endomicroscopy, jeung histology (H&E) gambar ditémbongkeun keur neoplasia colonic, kaasup adenoma tubular na polyp hyperplastic. Wide-field endoscopy, confocal endomicroscopy, jeung histology (H&E) gambar ditémbongkeun keur neoplasia colonic, kaasup adenoma tubular na polyp hyperplastic. Широкопольная эндоскопия, конфокальная эндомикроскопия и гистологические (H&E) изображения показаны для иликопия для илюские тубулярную аденому и гиперпластический полип. Endoskopi kolon, éndomikroskopi confocal, sareng pencitraan histologis (H&E) dituduhkeun pikeun neoplasia kolon, kalebet adenoma tubular sareng polip hiperplastik.显示结肠肿瘤（包括管状腺瘤和增生性息肉）的广角内窥镜检查、共聚和增生性息肉）的广角内窥镜检查、共聚和华羦显织学(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光在微咨在在微微学(H&E) gambar. Широкопольная эндоскопия, конфокальная микроэндоскопия и гистологические (H&E) изображения, показывающиолкилочия тубулярные аденомы и гиперпластические полипы. Énoskopi lapangan lega, mikroendoskopi confocal, sareng gambar histologis (H&E) anu nunjukkeun tumor tina kolon, kalebet adenoma tubular sareng polip hiperplastik.Adenomas tubular némbongkeun leungitna arsitéktur crypt normal, réduksi dina ukuran sél goblet, distorsi tina crypt lumén, sarta thickening tina lamina propria (Gbr. 4a-c).polyps hyperplastic némbongkeun arsitektur stellate of crypts, sababaraha sél goblet, slit-kawas lumen of crypts, sarta crypts lamellar henteu teratur (Gbr. 4d-f).
Gambar kulit kandel mukosa in vivo. Perwakilan endoscopy cahaya bodas, confocal endomicroscope, jeung histology (H&E) gambar ditémbongkeun keur (ac) adenoma, (df) hyperplastic polyp, (gi) ulcerative colitis, jeung (jl) Crohn urang colitis. Perwakilan endoscopy cahaya bodas, confocal endomicroscope, jeung histology (H&E) gambar ditémbongkeun keur (ac) adenoma, (df) hyperplastic polyp, (gi) ulcerative colitis, jeung (jl) Crohn urang colitis. Типичные изображения эндоскопии в белом свете, конфокального эндомикроскопа и гистологии (H&E) показан (ac стического полипа, (gi) язвенного колита и (jl) колита Крона. Gambar tipikal endoskopi cahaya bodas, endomicroscope confocal, sareng histology (H&E) dipidangkeun pikeun (ac) adenoma, (df) polyp hyperplastic, (gi) ulcerative colitis, sareng (jl) Crohn's colitis.显示了(ac) 腺瘤、(df) 增生性息肉、(gi) 溃疡性结肠炎和(jl) 克罗恩结肠炎的性结肠炎和(jl)查、共聚焦内窥镜检查和组织学( H&E) 图像. It shows(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到炎公司内肠肠炎性和电视学( H&E ) gambar. Представлены репрезентативные эндоскопия в белом свете, конфокальная эндоскопия и гистология (ac) аденопрым, (деногопия) (gi) язвенного колита и (jl) колита Крона (H&E). Perwakilan endoskopi bodas-cahaya, endoskopi confocal, sareng histologi (ac) adenoma, (df) polyposis hiperplastik, (gi) colitis ulcerative, sareng (jl) Crohn's colitis (H&E) ditampilkeun.(B) nembongkeun gambar confocal diala in vivo ti adenoma tubular (TA) ngagunakeun hiji endoskop (E).Lesion precancerous Ieu nembongkeun leungitna arsitektur crypt normal (panah), distorsi tina crypt lumen (l), sarta crowding tina crypt lamina propria (lp).Kolonosit (c), sél goblet (g), sareng sél radang (panah) ogé tiasa diidentifikasi.Smt.Suplemén Video 2. (e) nembongkeun gambar confocal dicandak ti polyp hyperplastic (HP) dina vivo.Lesi benign ieu nunjukkeun arsitektur crypt stellate (panah), lumen crypt siga celah (l), sareng lamina propria anu henteu teratur (lp).Kolonosit (c), sababaraha sél goblet (g) sareng sél radang (panah) ogé tiasa diidentifikasi.Smt.Suplemén Video 3. (h) nembongkeun gambar confocal kaala di ulcerative colitis (UC) di vivo.kaayaan radang Ieu nembongkeun arsitektur crypt menyimpang (panah) jeung sél goblet nonjol (g).Bulu fluorescein (f) diekstrusi tina sél épitél, ngagambarkeun paningkatan perméabilitas vaskular.Seueur sél radang (panah) katingal dina lamina propria (lp).Smt.Suplemén Video 4. (k) nembongkeun gambar confocal diala dina vivo ti wewengkon Crohn urang colitis (CC).kaayaan radang Ieu nembongkeun arsitektur crypt menyimpang (panah) jeung sél goblet nonjol (g).Bulu fluorescein (f) diekstrusi tina sél épitél, ngagambarkeun paningkatan perméabilitas vaskular.Seueur sél radang (panah) katingal dina lamina propria (lp).Smt.Video Suplemén 5. (b, d, h, l) Gambar diolah nganggo LabVIEW 2021.
Hiji set sarupa gambar peradangan colonic ditémbongkeun, kaasup ulcerative colitis (UC) (Gambar 4g-i) jeung Crohn urang colitis (Gambar 4j-l).Réspon radang diduga dicirikeun ku struktur crypt anu menyimpang kalayan sél goblet anu protruding.Fluorescein squeezed kaluar sél épitél, reflecting ngaronjat perméabilitas vaskular.Sajumlah badag sél radang bisa ditempo dina lamina propria.
Kami geus nunjukkeun aplikasi klinis of a fléksibel serat-gandeng confocal laser endoskop anu ngagunakeun distally diposisikan MEMS scanner pikeun akuisisi gambar di vivo.Dina frékuénsi résonansi, laju pigura nepi ka 20 Hz bisa dihontal maké mode scan Lissajous dénsitas luhur pikeun ngurangan artefak gerak.Jalur optik narilep pikeun nyayogikeun ékspansi sinar sareng aperture numerik anu cekap pikeun ngahontal résolusi gurat 1.1 µm.Gambar fluoresensi kualitas histologis dicandak salami colonoscopy rutin mukosa kolon normal, adenoma tubular, polip hiperplastik, kolitis ulcerative, sareng kolitis Crohn.Sél tunggal tiasa diidentifikasi, kalebet kolonosit, sél goblet, sareng sél radang.Fitur mukosa sapertos struktur crypt, rongga crypt, sareng lamina propria tiasa dibédakeun.Hardware precision ieu mikro-machined pikeun mastikeun alignment tepat sahiji komponén optik sarta mékanis individu dina 2.4mm diaméterna x 10mm panjang instrumen.Desain optik ngurangan panjang ujung distal kaku sahingga pikeun ngidinan petikan langsung ngaliwatan ukuran baku (diameter 3,2 mm) saluran gawé dina endoskop médis.Ku alatan éta, paduli produsén, alat nu bisa loba dipaké ku dokter di tempat tinggal.Éksitasi dilakukeun dina λex = 488 nm pikeun ngagumbirakeun fluorescein, pewarna anu disatujuan FDA, pikeun kéngingkeun kontras anu luhur.Instrumén ieu diolah deui tanpa masalah pikeun 18 siklus nganggo metode sterilisasi anu ditarima sacara klinis.
Dua desain instrumen anu sanés parantos divalidasi sacara klinis.Cellvizio (Mauna Kea Technologies) mangrupikeun endoscope laser confocal (pCLE) dumasar usik anu ngagunakeun sakumpulan kabel serat optik koheren multimode pikeun ngumpulkeun sareng ngirimkeun gambar fluoresensi1.Eunteung galvo lokasina di base station ngalakukeun scan gurat dina tungtung proksimal.Bagian optik dikumpulkeun dina bidang horizontal (XY) kalayan jerona 0 nepi ka 70 µm.Kit microprobe sayogi ti 0,91 (jarum 19 G) dugi ka diaméterna 5 mm.Resolusi gurat 1 nepi ka 3,5 µm kahontal.Gambar dikumpulkeun dina laju pigura 9 nepi ka 12 Hz kalayan widang pandang hiji diménsi ti 240 nepi ka 600 µm.Platformna parantos dianggo sacara klinis di sababaraha daérah kalebet saluran empedu, kandung kemih, usus besar, esophagus, bayah, sareng pankréas.Optiscan Pty Ltd geus ngembangkeun hiji endoskop laser confocal dumasar-endoskop (eCLE) kalawan mesin scanning diwangun kana tube sisipan (tungtung distal) tina endoskop profésional (EC-3870K, Pentax Precision Instruments) 17 .Bagian optik dilumangsungkeun maké serat single-mode, sarta sisi scanning dipigawé maké mékanisme cantilever ngaliwatan garpu tuning resonant.Aktuator Bentuk Mémori Alloy (Nitinol) dianggo pikeun nyiptakeun kapindahan axial.Diaméter total modul confocal nyaéta 5 mm.Pikeun fokus, lénsa GRIN kalayan aperture numerik NA = 0.6 dianggo.Gambar horisontal dicandak kalayan résolusi gurat sareng axial masing-masing 0.7 sareng 7 µm, dina laju pigura 0.8–1.6 Hz sareng médan panempoan 500 µm × 500 µm.
Kami nunjukkeun résolusi subsélular dina akuisisi pencitraan fluoresensi vivo tina awak manusa ngalangkungan endoskop médis nganggo alat panyeken MEMS tungtung distal.Fluoresensi nyadiakeun kontras gambar tinggi, sarta ligan nu meungkeut target permukaan sél bisa dilabélan ku fluorophores nyadiakeun identitas molekular pikeun diagnosis kasakit ningkat18.Téhnik optik séjén pikeun microendoscopy in vivo ogé dikembangkeun. OCT ngagunakeun panjang kohérénsi pondok tina sumber cahaya pita lebar pikeun ngumpulkeun gambar dina pesawat nangtung kalayan jerona > 1 mm19. OCT ngagunakeun panjang kohérénsi pondok tina sumber cahaya pita lebar pikeun ngumpulkeun gambar dina pesawat nangtung kalayan jerona > 1 mm19. ОКТ использует короткую длину когерентности широкополосного источника света для сбора изображений в вертильность > мм19. OCT ngagunakeun panjang kohérénsi pondok tina sumber cahaya broadband pikeun meunangkeun gambar dina pesawat nangtung kalayan > 1 mm depth19. OCT 使用宽带光源的短相干长度来收集垂直平面中深度> 1 mm19 的图像。1 mm19 的图像. ОКТ использует короткую длину когерентности широкополосного источника света для сбора изображений изображений на >9 bulan кости. OCT ngagunakeun panjang kohérénsi pondok tina sumber lampu broadband pikeun acquire gambar> 1 mm19 dina pesawat nangtung.Tapi, pendekatan kontras rendah ieu ngandelkeun koléksi cahaya anu sumebar di tukang sareng résolusi gambar diwatesan ku artefak speckle.Énoskopi fotoakustik ngahasilkeun gambar vivo dumasar kana ékspansi térmoélastik gancang dina jaringan saatos nyerep pulsa laser anu ngahasilkeun gelombang sora20. Pendekatan ieu nunjukkeun jero pencitraan> 1 cm dina kolon manusa dina vivo pikeun ngawas terapi. Pendekatan ieu nunjukkeun jero pencitraan> 1 cm dina kolon manusa dina vivo pikeun ngawas terapi. Этот подход продемонстрировал глубину визуализации > 1 см в толстой кишке человека in vivo для мониторинга терапии. Pendekatan ieu nunjukkeun jero pencitraan> 1 cm dina kolon manusa dina vivo pikeun ngawaskeun terapi.这种方法已经证明在体内人结肠中成像深度> 1 厘米以监测治疗。这种方法已经证明在体内人结肠中成像深度> 1 Этот подход был продемонстрирован на глубине изображения > 1 см в толстой кишке человека in vivo для мониторинга терапи. Pendekatan ieu parantos nunjukkeun dina jero pencitraan> 1 cm dina kolon manusa in vivo pikeun ngawas terapi.Kontras utamana dihasilkeun ku hémoglobin dina vasculature.Endoskopi multifoton ngahasilkeun gambar fluoresensi kontras tinggi nalika dua atawa leuwih foton NIR nabrak biomolekul jaringan sakaligus21. Pendekatan ieu tiasa ngahontal jero pencitraan> 1 mm kalayan phototoxicity low. Pendekatan ieu tiasa ngahontal jero pencitraan> 1 mm kalayan phototoxicity low. Этот подход может обеспечить глубину изображения > 1 мм с низкой фототоксичностью. Pendekatan ieu tiasa masihan jero gambar> 1 mm sareng fototoksikitas rendah.这种方法可以实现>1 毫米的成像深度，光毒性低。这种方法可以实现>1 毫米的成像深度，光毒性低。 Этот подход может обеспечить глубину изображения > 1 мм с низкой фототоксичностью. Pendekatan ieu tiasa masihan jero gambar> 1 mm sareng fototoksikitas rendah.Inténsitas tinggi femtosecond pulsa laser diperlukeun tur metoda ieu teu acan klinis dibuktikeun salila endoscopy.
Dina prototipe ieu, panyeken ngan ngalakukeun defleksi gurat, jadi bagian optik aya dina bidang horizontal (XY).Alatna tiasa beroperasi dina laju pigura anu langkung luhur (20 Hz) tibatan kaca spion galvanik (12 Hz) dina sistem Cellvizio.Ningkatkeun laju pigura pikeun ngurangan artefak gerak jeung ngurangan laju pigura pikeun naekeun sinyal.Algoritma-speed tinggi sareng otomatis diperyogikeun pikeun ngirangan artefak gerak ageung anu disababkeun ku gerak endoskopik, gerakan pernapasan, sareng motilitas peujit.Panyeken résonansi paramétrik parantos kabuktian ngahontal pamindahan axial langkung ti ratusan mikron22. Gambar bisa dikumpulkeun dina pesawat nangtung (XZ), jejeg beungeut mucosal, nyadiakeun view sarua jeung histology (H&E). Gambar bisa dikumpulkeun dina pesawat nangtung (XZ), jejeg beungeut mucosal, nyadiakeun view sarua jeung histology (H&E). Изображения могут быть получены в вертикальной плоскости (XZ), перпендикулярной поверхности слизисточ оболоч оболоч изображение, как при гистологии (H&E). Gambar bisa dicokot dina pesawat nangtung (XZ) jejeg beungeut mucosal nyadiakeun gambar anu sarua sakumaha dina histology (H&E).可以在垂直于粘膜表面的垂直平面(XZ) 中收集图像，以提供与组织学(H&E) 盆同。可以在垂直于粘膜表面的垂直平面(XZ) 中收集图像，以提供与组织学(H&E) Изображения могут быть получены в вертикальной плоскости (XZ), перпендикулярной поверхности слизисточ оболоч оболоч изображение, как при гистологическом исследовании (H&E). Gambar bisa dicokot dina pesawat nangtung (XZ) jejeg beungeut mucosal nyadiakeun gambar sarua salaku ujian histological (H&E).Scanner bisa ditempatkeun dina posisi pos-tujuan dimana sinar katerangan ragrag sapanjang sumbu optik utama pikeun ngurangan sensitipitas kana aberrations8.Ampir volume fokus difraksi-kawas bisa nyimpang dina widang sawenang badag view.Scanning aksés acak bisa dipigawé pikeun deflect reflectors ka posisi-diartikeun pamaké9.Widang panempoan tiasa dikirangan pikeun nyorot daérah gambar anu sawenang-wenang, ningkatkeun rasio sinyal-ka-noise, kontras, sareng laju pigura.Scanner tiasa diproduksi sacara masal nganggo prosés saderhana.Ratusan alat tiasa dilakukeun dina unggal wafer silikon pikeun ningkatkeun produksi pikeun produksi masal béaya rendah sareng distribusi anu lega.
Jalur cahaya anu narilep ngirangan ukuran ujung distal anu kaku, janten gampang ngagunakeun endoskop salaku aksésori salami kolonoskopi rutin.Dina gambar fluoresensi ditémbongkeun, fitur subsélular mukosa bisa ditempo keur ngabedakeun adenomas tubular (precancerous) ti polyps hyperplastic (benign).Hasil ieu nunjukkeun yén endoskopi tiasa ngirangan jumlah biopsi anu teu perlu23.Komplikasi umum anu aya hubunganana sareng bedah tiasa dikirangan, interval ngawaskeun tiasa dioptimalkeun, sareng analisa histologis tina lesi minor tiasa diminimalkeun.Kami ogé nunjukkeun gambar dina vivo pasien kalayan panyakit radang usus, kalebet kolitis ulcerative (UC) sareng kolitis Crohn.Kolonoskopi cahaya bodas konvensional nyayogikeun pandangan makroskopis tina permukaan mukosa kalayan kamampuan kawates pikeun akurat meunteun penyembuhan mukosa.Endoskopi tiasa dianggo dina vivo pikeun ngira-ngira efektivitas terapi biologis sapertos antibodi anti-TNF24.Penilaian in vivo anu akurat ogé tiasa ngirangan atanapi nyegah kambuh panyakit sareng komplikasi sapertos bedah sareng ningkatkeun kualitas kahirupan.Teu aya réaksi ngarugikeun serius anu dilaporkeun dina studi klinis anu aya hubunganana sareng panggunaan endoskop anu ngandung fluorescein dina vivo25. Daya laser dina beungeut mukosa diwatesan nepi ka <2 mW pikeun ngaleutikan résiko tatu termal sarta minuhan sarat FDA pikeun resiko non-signifikan26 per 21 CFR 812. Daya laser dina beungeut mukosa diwatesan nepi ka <2 mW pikeun ngaleutikan résiko tatu termal jeung minuhan sarat FDA pikeun resiko non-signifikan26 per 21 CFR 812. Мощность лазера на поверхности слизистой оболочки была ограничена до <2 мВт, чтобы свести к минимуму риск термистеп овать требованиям FDA относительно незначительного риска26 согласно 21 CFR 812. Daya laser dina beungeut mukosa diwatesan nepi ka <2 mW pikeun ngaleutikan résiko karuksakan termal jeung minuhan sarat FDA pikeun resiko negligible26 handapeun 21 CFR 812.粘膜表面的激光功率限制在<2 mW，以最大限度地降低热损伤风险，并满足FDA 21 CFR 并满足FDA 21 CFR要求.粘膜表面的激光功率限制在<2 mW Мощность лазера на поверхности слизистой оболочки была ограничена до <2 мВт, чтобы свести к минимуму риск термистеп овать требованиям FDA 21 CFR 812 относительно незначительного риска26. Daya laser dina beungeut mucosal ieu dugi ka <2 mW pikeun ngaleutikan résiko karuksakan termal sarta minuhan FDA 21 CFR 812 sarat pikeun resiko negligible26.
Desain alat bisa dirobah pikeun ngaronjatkeun kualitas gambar.Optik khusus sayogi pikeun ngirangan aberasi buleud, ningkatkeun resolusi gambar sareng ningkatkeun jarak kerja.SIL tiasa disaluyukeun supados langkung cocog sareng indéks réfraktif jaringan (~ 1.4) pikeun ningkatkeun gandeng cahaya.Frékuénsi drive bisa disaluyukeun pikeun ngaronjatkeun sudut gurat scanner jeung widen widang gambar of view.Anjeun tiasa nganggo metode otomatis pikeun ngahapus pigura gambar kalayan gerakan anu signifikan pikeun ngirangan pangaruh ieu.A field-programmable gate array (FPGA) kalawan akuisisi data-speed tinggi bakal dipaké pikeun nyadiakeun-kinerja tinggi real-time koreksi full-frame.Pikeun utilitas klinis anu langkung ageung, metode otomatis kedah ngabenerkeun shift fase sareng artefak gerak pikeun interpretasi gambar sacara real-time.Panyeken résonansi paramétrik 3-sumbu monolithic bisa dilaksanakeun pikeun ngawanohkeun scanning axial 22. Alat-alat ieu parantos dikembangkeun pikeun ngahontal pamindahan nangtung anu teu pernah kantos aya> 400 µm ku cara nyaluyukeun frekuensi drive dina rézim anu ngagaduhan dinamika lemes/kaku campuran27. Alat-alat ieu parantos dikembangkeun pikeun ngahontal pamindahan nangtung anu teu pernah kantos aya> 400 µm ku cara nyaluyukeun frekuensi drive dina rézim anu ngagaduhan dinamika lemes/kaku campuran27. Эти устройства были разработаны для достижения беспрецедентного вертикального смещения > 400 мкм путем путем нестройки чам оторый характеризуется смешанной динамикой смягчения/жесткости27. Alat-alat ieu dirarancang pikeun ngahontal pamindahan nangtung anu teu pernah kantos aya> 400 µm ku netepkeun frékuénsi drive dina modeu anu dicirikeun ku campuran dinamika lemes/teuas27.这些设备的开发是为了通过在具有混合软化/硬化动力学的状态下调整驱动有混合软化/硬化动力学的状态下调整驱动有玑管> 400 µm 的垂直位移27.这些 设备 的 开发 是 为了 在 具有 混合 软化 硬化 硬化 学 学 状态 学 状态 下 颃救的> 400 µm 的 垂直 位移 27. Эти устройства были разработаны для достижения беспрецедентных вертикальных смещений >400 мкм путем путем настройки частибтат шанной кинетикой размягчения/затвердевания27. Alat-alat ieu geus dirarancang pikeun ngahontal pamindahan nangtung nu teu kungsi kajadian saméméhna> 400 µm ku cara nyaluyukeun frékuénsi pemicu dina modeu kinétika softening/hardening campuran27.Dina mangsa nu bakal datang, pencitraan transverse vertikal bisa mantuan dina pementasan kanker mimiti (T1a).Sirkuit sensing kapasitif tiasa dilaksanakeun pikeun ngalacak gerakan scanner sareng ngabenerkeun shift fase 28.Kalibrasi fase otomatis nganggo sirkuit sénsor tiasa ngagentos kalibrasi alat manual sateuacan dianggo.Réliabilitas instrumén tiasa dironjatkeun ku ngagunakeun téknik ngégél alat anu langkung dipercaya pikeun ningkatkeun jumlah siklus pangolahan.Téknologi MEMS janji bakal ngagancangkeun pamakean endoskop pikeun ngabayangkeun épitél organ kerung, ngadiagnosa panyakit, sareng ngawaskeun perlakuan ku cara invasif minimal.Kalayan pamekaran salajengna, modalitas pencitraan énggal ieu tiasa janten solusi murah pikeun dianggo salaku tambahan pikeun endoskop médis pikeun pamariksaan histologis langsung sareng pamustunganana tiasa ngagentos analisa patologis tradisional.
simulasi ray tracing dipigawé maké ZEMAX software design optik (versi 2013) pikeun nangtukeun parameter tina optik fokus.Kriteria desain ngawengku résolusi aksial deukeut-difraktif, jarak gawé = 0 µm, sarta médan of view (FOV) leuwih gede ti 250 × 250 µm2.Pikeun éksitasi dina panjang gelombang λex = 488 nm, serat mode tunggal (SMF) digunakeun.Doublets Achromatic dipaké pikeun ngurangan varian tina kumpulan fluoresensi (Gambar 5a).Beam ngaliwat SMF kalayan diaméter médan mode 3,5 μm sareng tanpa truncation ngalangkungan tengah pemantul kalayan diaméter aperture 50 μm.Paké lensa immersion teuas (hémispherical) kalawan indéks réfraktif tinggi (n = 2.03) pikeun ngaleutikan kajadian beam aberasi buleud tur mastikeun kontak pinuh ku beungeut mucosal.Optik fokus nyadiakeun total NA = 0,41, dimana NA = nsinα, n nyaéta indéks réfraktif jaringan, α nyaéta sudut konvergénsi beam maksimum.Résolusi gurat jeung axial anu diwatesan difraksi masing-masing nyaéta 0.44 jeung 6.65 µm, maké NA = 0.41, λ = 488 nm, jeung n = 1.3313.Ngan lénsa nu sadia komersil kalayan diaméter luar (OD) ≤ 2 mm dianggap.Jalur optik ieu narilep, sarta balok ninggalkeun SMF ngaliwatan aperture sentral scanner jeung reflected deui ku eunteung tetep (diaméterna 0,29 mm).Konfigurasi ieu shortens panjang tungtung distal kaku pikeun mempermudah petikan maju endoskop ngaliwatan standar (diameter 3,2 mm) saluran kerja endoskop médis.Fitur ieu ngagampangkeun dianggo salaku aksésori salami endoskopi rutin.
Panungtun lampu narilep sareng bungkusan endoskop.(a) Sinar éksitasi kaluar tina OBC tur ngaliwatan aperture sentral scanner.Beam dilegaan tur reflected ti eunteung sirkular tetep deui kana scanner pikeun deflection gurat.Optik fokus diwangun ku sapasang lénsa doublet achromatic jeung lénsa immersion padet (hémispherical) nyadiakeun kontak jeung beungeut mucosal.ZEMAX 2013 (HTTPS://www.zemax.com/) pikeun desain optik jeung ray tracing simulasi.(b) Némbongkeun lokasi rupa-rupa komponén instrumen, kaasup serat mode tunggal (SMF), scanner, kaca spion, jeung lénsa.Solidworks 2016 (https://www.solidworks.com/) digunakeun pikeun modél 3D tina bungkusan endoskop.
SMF (#460HP, Thorlabs) kalayan diaméter médan mode 3,5 µm dina panjang gelombang 488 nm dipaké salaku "liang" pikeun nyaring spasial tina lampu defocused (Gbr. 5b).SMFs dikurilingan dina tabung polimér fléksibel (#Pebax 72D, Nordson MEDICAL).Panjangna sakitar 4 méter dianggo pikeun mastikeun jarak anu cukup antara pasien sareng sistem pencitraan.Sapasang 2 mm MgF2 coated lénsa doublet achromatic (# 65568, # 65567, Edmund optik) jeung 2 mm uncoated lénsa hémisferik (# 90858, Edmund optik) dipaké pikeun museurkeun beam jeung ngumpulkeun fluoresensi.Selapkeun pipah tungtung stainless steel (panjang 4 mm, 2,0 mm OD, 1,6 mm ID) antara résin jeung tube luar pikeun ngasingkeun Geter scanner.Anggo perekat médis pikeun ngajagi alat tina cairan awak sareng prosedur penanganan.Paké heat shrink tubing pikeun ngajaga panyambungna.
Scanner kompak dijieun dina prinsip résonansi paramétrik.Etch aperture 50 µm di tengah pemantul pikeun ngirimkeun sinar éksitasi.Ngagunakeun susunan quadrature comb-disetir drive, beam dimekarkeun ieu deflected transversely arah ortogonal (pesawat XY) dina modeu Lissajous.A dewan akuisisi data (#DAQ PCI-6115, NI) ieu dipaké pikeun ngahasilkeun sinyal analog pikeun kontrol scanner.Kakuatan disayogikeun ku panguat tegangan tinggi (#PDm200, PiezoDrive) ngalangkungan kabel ipis (# B4421241, MWS Wire Industries).Jieun wiring dina armature éléktroda.Alat panyeken beroperasi dina frékuénsi deukeut 15 kHz (sumbu gancang) jeung 4 kHz (sumbu slow) pikeun ngahontal FOV nepi ka 250 µm × 250 µm.Video tiasa dipoto dina laju pigura 10, 16, atanapi 20 Hz.Laju pigura ieu dipaké pikeun nyocogkeun laju pengulangan pola scan Lissajous, nu gumantung kana nilai frékuénsi éksitasi X jeung Y tina scanner29.Rincian perdagangan-off antara laju pigura, résolusi piksel, sareng kapadetan pola scan dipidangkeun dina karya urang saméméhna14.
A laser kaayaan padet (#OBIS 488 LS, koheren) nyadiakeun λex = 488 nm ngagumbirakeun fluorescein pikeun kontras gambar (Gbr. 6a).pigtails optik disambungkeun ka Unit filter via FC / konektor APC (leungitna 1,82 dB) (Gbr. 6b).Beam ieu deflected ku eunteung dichroic (# WDM-12P-111-488 / 500: 600, Oz optik) dina SMF ngaliwatan FC sejen / konektor APC.Luyu sareng 21 CFR 812, kakuatan kajadian ka jaringan dugi ka maksimal 2 mW pikeun nyumponan sarat FDA pikeun résiko anu tiasa diabaikan.Fluoresensi dialirkeun kana eunteung dichroic sareng saringan transmisi panjang (#BLP01-488R, Semrock).Fluoresensi dikirimkeun ka detektor tabung photomultiplier (PMT) (#H7422-40, Hamamatsu) ngalangkungan konektor FC/PC nganggo serat multimode panjang ~1 m kalayan diameter inti 50 µm.Sinyal fluoresensi diamplifikasi ku amplifier arus laju (#59-179, Edmund Optics).Parangkat lunak khusus (LabVIEW 2021, NI) parantos dikembangkeun pikeun akuisisi data sacara real-time sareng ngolah gambar.Daya laser sarta setélan gain PMT ditangtukeun ku mikrokontroler (#Arduino UNO, Arduino) ngagunakeun circuit board dicitak husus.SMF sareng kabel ditungtungan dina konektor sareng nyambung ka palabuhan serat optik (F) sareng kabel (W) dina base station (Gambar 6c).Sistem pencitraan dikandung dina karanjang portabel (Gambar 6d). Trafo isolasi dipaké pikeun ngawatesan arus bocor nepi ka <500 μA. Trafo isolasi dipaké pikeun ngawatesan arus bocor nepi ka <500 μA. Для ограничения тока утечки до <500 мкА использовался изолирующий трансформатор. Trafo isolasi dipaké pikeun ngawatesan arus bocor ka <500 µA.使用隔离变压器将泄漏电流限制在<500 μA。 <500 μA. Используйте изолирующий трансформатор, чтобы ограничить ток утечки до <500 мкА. Anggo trafo isolasi pikeun ngawatesan arus bocor ka <500µA.
sistem visualisasi.(a) PMT, laser sareng amplifier aya di base station.(b) Dina bank filter, laser (biru) nyetir ngaliwatan kabel serat optik ngaliwatan konektor FC / APC.Beam ieu deflected ku eunteung dichroic (DM) kana serat mode tunggal (SMF) via konektor FC / APC kadua.Fluoresensi (héjo) ngarambat ngaliwatan DM sareng long pass filter (LPF) ka PMT via serat multimode (MMF).(c) Tungtung proksimal endoscope disambungkeun ka serat optik (F) jeung kabel (W) palabuhan tina base station.(d) Endoskop, monitor, base station, komputer, sareng trafo isolasi dina karanjang portabel.(a, c) Solidworks 2016 ieu dipaké pikeun modeling 3D tina sistem Imaging jeung komponén endoskop.
Résolusi gurat jeung axial optik fokus diukur tina fungsi titik sumebarna microspheres fluoresensi (#F8803, Thermo Fisher Scientific) diaméterna 0,1 µm.Kumpulkeun gambar ku cara narjamahkeun mikrosfer sacara horisontal sareng vertikal dina léngkah 1 µm nganggo tahap linier (# M-562-XYZ, DM-13, Newport).Tumpukan gambar nganggo ImageJ2 pikeun nyandak gambar cross-sectional microspheres.
Parangkat lunak khusus (LabVIEW 2021, NI) parantos dikembangkeun pikeun akuisisi data sacara real-time sareng ngolah gambar.Dina Gbr.7 nembongkeun tinjauan rutin anu dianggo pikeun ngajalankeun sistem.Antarbeungeut pangguna diwangun ku akuisisi data (DAQ), panel utama sareng panel kontrol.Panel pangumpulan data berinteraksi sareng panel utama pikeun ngumpulkeun sareng nyimpen data atah, nyayogikeun input pikeun setélan pangumpulan data khusus, sareng ngatur setélan supir scanner.Panel utama ngamungkinkeun pamaké pikeun milih konfigurasi nu dipikahoyong pikeun ngagunakeun endoskop, kaasup sinyal kontrol scanner, laju pigura video, sarta parameter akuisisi.Panel ieu ogé ngamungkinkeun pamaké pikeun mintonkeun jeung ngadalikeun kacaangan jeung kontras gambar.Ngagunakeun data atah salaku input, algoritma ngitung setelan gain optimal pikeun PMT tur otomatis ngaluyukeun parameter ieu ngagunakeun proporsional-integral (PI) 16 sistem kontrol eupan balik.Dewan controller berinteraksi sareng dewan utama jeung dewan akuisisi data pikeun ngadalikeun kakuatan laser sarta gain PMT.
Arsitéktur software Sistim.Antarbeungeut pangguna diwangun ku modul (1) akuisisi data (DAQ), (2) panel utama sareng (3) panel kontrol.Program-program ieu dijalankeun sakaligus sareng saling komunikasi ngaliwatan antrian pesen.konci teh nyaeta MEMS: Microelectromechanical System, TDMS: Téknis Data Control Aliran, PI: sabanding integral, PMT: Photomultiplier.Payil gambar sareng video disimpen dina format BMP sareng AVI, masing-masing.
Algoritma koreksi fase digunakeun pikeun ngitung dispersi inténsitas piksel gambar dina nilai fase anu béda pikeun nangtukeun nilai maksimum anu digunakeun pikeun ngasah gambar.Pikeun koréksi sacara real-time, rentang scan fase nyaéta ± 2,86 ° kalayan léngkah anu kawilang ageung 0,286 ° pikeun ngirangan waktos ngitung.Sajaba ti éta, ngagunakeun bagéan gambar kalawan sampel leuwih saeutik ngurangan waktu komputasi pigura gambar ti 7,5 detik (1 Msample) kana 1,88 detik (250 Ksample) dina 10 Hz.Parameter input ieu dipilih pikeun nyayogikeun kualitas gambar anu nyukupan sareng latency minimal salami pencitraan in vivo.Gambar sareng video langsung dirékam dina format BMP sareng AVI, masing-masing.Data atah disimpen dina Format Aliran Manajemén Data Téknis (TMDS).
Post-processing gambar in vivo pikeun perbaikan kualitas kalawan LabVIEW 2021. Akurasi diwatesan nalika ngagunakeun algoritma koréksi fase salila in vivo Imaging alatan waktu komputasi lila diperlukeun.Ngan wewengkon gambar kawates jeung nomer sampel dipaké.Sajaba ti éta, algoritma nu teu dianggo ogé pikeun gambar kalawan artefak gerak atawa kontras low sarta ngabalukarkeun kasalahan itungan fase30.Pigura individu kalawan kontras luhur tur euweuh artefak gerak dipilih sacara manual pikeun fase fine tuning kalawan rentang scan fase ± 0,75 ° dina 0,01 ° hambalan.Sakabeh wewengkon gambar dipaké (misalna, 1 Msample hiji gambar dirékam dina 10 Hz).Méja S2 rinci parameter gambar dipaké pikeun real-time jeung pos-processing.Saatos koreksi fase, saringan median dianggo pikeun ngirangan sora gambar.Caang sareng kontras langkung ningkat ku histogram manjang sareng koreksi gamma31.
Uji klinis disatujuan ku Badan Tinjauan Institusi Médis Michigan sareng dilaksanakeun di Jurusan Prosedur Médis.Panaliti ieu didaptarkeun online sareng ClinicalTrials.gov (NCT03220711, tanggal pendaptaran: 07/18/2017).Kriteria inklusi kalebet pasien (yuswa 18 dugi ka 100 taun) sareng kolonoskopi elective anu direncanakeun sateuacana, résiko ningkat kanker kolorektal, sareng riwayat panyakit radang usus.Informed consent dicandak ti unggal mata pelajaran anu sapuk pikeun ilubiung.Kritéria pangaluaran nya éta pasien anu reuneuh, ngagaduhan hipersensitivitas anu dipikanyaho pikeun fluorescein, atanapi anu ngalaman kémoterapi aktif atanapi terapi radiasi.Ulikan ieu kalebet pasien padeukeut anu dijadwalkeun pikeun kolonoskopi rutin sareng ngawakilan populasi Michigan Medical Center.Ulikan ieu dilaksanakeun luyu jeung Déklarasi Helsinki.
Sateuacan operasi, calibrate endoskop nganggo manik fluoresensi 10 µm (#F8836, Thermo Fisher Scientific) dipasang dina cetakan silikon.A sealant silicone tembus (# RTV108, Momentive) ieu dituang kana 3D dicitak 8 cm3 kapang palastik.Leupaskeun manik fluoresensi cai leuwih silicone jeung ninggalkeun nepi ka sedeng cai dries.
Sakabeh titik ieu dipariksa maké colonoscope médis baku (Olympus, CF-HQ190L) kalawan katerangan lampu bodas.Saatos endoskopis nangtukeun daérah anu disangka panyakit, daérah éta dikumbah ku 5-10 ml asam asétat 5%, teras ku cai steril pikeun ngaleungitkeun mukus sareng lebu.Dosis 5 ml 5 mg/ml fluorescein (Alcon, Fluorescite) disuntik sacara intravena atanapi disemprot sacara topikal kana mukosa nganggo kanula standar (M00530860, Boston Scientific) anu dialirkeun kana saluran kerja.
Paké irrigator pikeun siram kaleuwihan ngalelep atawa lebu tina beungeut mucosal.Cabut katéter nebulizing sareng lebetkeun endoskop ngalangkungan saluran kerja pikeun nyandak gambar ante-mortem.Anggo pituduh endoskopik-lebar pikeun posisi ujung distal di daérah anu dituju. Total waktu anu digunakeun pikeun ngumpulkeun gambar confocal nyaéta <10 mnt. Total waktu anu digunakeun pikeun ngumpulkeun gambar confocal nyaéta <10 mnt. Общее время, затраченное на сбор конфокальных изображений, составило <10 мин. Total waktu nu diperlukeun pikeun ngumpulkeun gambar confocal éta <10 mnt.Total waktu akuisisi pikeun gambar confocal éta kirang ti 10 menit.Video lampu bodas endoskopik diolah nganggo sistem pencitraan Olympus EVIS EXERA III (CLV-190) sareng dirékam nganggo parékam pidéo Elgato HD.Anggo LabVIEW 2021 pikeun ngarékam sareng nyimpen pidéo endoskopi.Saatos pencitraan parantos réngsé, endoskop dipiceun sareng jaringan anu bakal ditingali dipotong nganggo forceps biopsi atanapi snare. Jaringan diolah pikeun histologi rutin (H&E), sareng dievaluasi ku ahli patologi GI (HDA). Jaringan diolah pikeun histologi rutin (H&E), sareng dievaluasi ku ahli patologi GI (HDA). Ткани были обработаны для обычной гистологии (H&E) jeung оценены экспертом-патологом желудочно-кишечного (HD Atraksi). Tisu diolah pikeun histologi rutin (H&E) sareng ditaksir ku 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。 Ткани были обработаны для обычной гистологии (H&E) jeung оценены экспертом-патологом желудочно-кишечного (HD Atraksi). Tisu diolah pikeun histologi rutin (H&E) sareng ditaksir ku ahli patologi gastrointestinal (HDA).Sipat spéktral fluorescein dikonfirmasi maké spéktrométer (USB2000+, Samudra Optik) ditémbongkeun saperti dina Gambar S2.
Endoscopes anu sterilized sanggeus unggal pamakéan ku manusa (Gbr. 8).Prosedur beberesih dilaksanakeun dina arah sareng persetujuan ti Departemen Kontrol Inféksi sareng Epidemiologi Pusat Médis Michigan sareng Unit Pangolahan Steril Tengah. Saacanna diajar, instrumen diuji sareng disahkeun pikeun sterilisasi ku Advanced Sterilization Products (ASP, Johnson & Johnson), éntitas komérsial anu nyayogikeun pencegahan inféksi sareng jasa validasi sterilisasi. Saacanna diajar, instrumen diuji sareng disahkeun pikeun sterilisasi ku Advanced Sterilization Products (ASP, Johnson & Johnson), éntitas komérsial anu nyayogikeun pencegahan inféksi sareng jasa validasi sterilisasi. Перед исследованием инструменты были протестированы и одобрены для стерилизации компанией Advanced Sterilization Products (ASP, Johnson & Johnson) ющей услуги по профилактике инфекций и проверке стерилизации. Sateuacan diajar, instrumen diuji sareng disatujuan pikeun sterilisasi ku Advanced Sterilization Products (ASP, Johnson & Johnson), organisasi komérsial anu nyayogikeun pencegahan inféksi sareng jasa verifikasi sterilisasi. Перед исследованием инструменты были стерилизованы и проверены Advanced Sterilization Products (ASP, Johnson & Johnson), коммерческой организацией, колятопростия лактике инфекций и проверке стерилизации. Instrumén disterilisasi sareng dipariksa sateuacan diulik ku Advanced Sterilization Products (ASP, Johnson & Johnson), organisasi komérsial anu nyayogikeun pencegahan inféksi sareng jasa verifikasi sterilisasi.
Daur ulang alat.(a) Endoskop disimpen dina baki saatos unggal sterilisasi nganggo prosés ngolah STERRAD.(b) SMF sareng kabel ditungtungan ku serat optik sareng konektor listrik, masing-masing, anu ditutup sateuacan diolah deui.
Ngabersihan endoskop ku cara ngalakukeun ieu: (1) usap endoskop nganggo lawon anu teu aya serat anu direndam dina pembersih énzimatik ti proksimal ka distal;(2) Neuleumkeun alat dina larutan deterjen énzimatik salila 3 menit kalayan cai.lawon bébas lint.Konektor listrik sareng serat optik ditutupan sareng dipiceun tina solusi;(3) Endoskop dibungkus sareng disimpen dina baki instrumen pikeun sterilisasi nganggo STERRAD 100NX, plasma gas hidrogén péroxida.suhu rélatif lemah sareng lingkungan kalembaban rendah.
Dataset anu dianggo sareng / atanapi dianalisis dina pangajaran ayeuna sayogi ti pangarang masing-masing upami diperyogikeun.
Pilonis, ND, Januszewicz, W. & di Pietro, M. Confocal laser endomicroscopy di gastro-peujit endoscopy: aspék Téknis jeung aplikasi klinis. Pilonis, ND, Januszewicz, W. & di Pietro, M. Confocal laser endomicroscopy di gastro-peujit endoscopy: aspék Téknis jeung aplikasi klinis.Pilonis, ND, Januszewicz, V. i di Pietro, M. Confocal laser endomicroscopy di endoscopy cerna: aspék téknis jeung 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：技术方面和与 Pilonis, ND, Januszewicz, W. & di Pietro, M. 共载肠分别在在在共公司设计在在机机：Aspék téknis jeung aplikasi klinis.Pilonis, ND, Januszewicz, V. i di Pietro, M. Confocal laser endoscopy di endoscopy cerna: aspék téknis jeung aplikasi klinis.translasi heparin gastrointestinal.7, 7 (2022).
Al-Mansour, MR et al.Kasalametan jeung Efficacy Analisis SAGES TAVAC Confocal laser Endomicroscopy.Operasi.Endoscopy 35, 2091–2103 (2021).
Fugazza, A. et al.Confocal laser endoscopy dina kasakit cerna jeung pancreatobiliary: review sistematis jeung meta-analysis.Élmu Biomédis.tank gudang.internal 2016, 4638683 (2016).