Dankie dat jy Nature.com besoek het.Jy gebruik 'n blaaierweergawe met beperkte CSS-ondersteuning.Vir die beste ervaring, beveel ons aan dat jy 'n opgedateerde blaaier gebruik (of versoenbaarheidsmodus in Internet Explorer deaktiveer).Daarbenewens, om deurlopende ondersteuning te verseker, wys ons die webwerf sonder style en JavaScript.
Vertoon 'n karrousel van drie skyfies gelyktydig.Gebruik die Vorige en Volgende-knoppies om deur drie skyfies op 'n slag te beweeg, of gebruik die skuifknoppies aan die einde om deur drie skyfies op 'n slag te beweeg.
Konfokale laser endoskopie is 'n nuwe metode van intydse optiese biopsie.Fluorescerende beelde van histologiese kwaliteit kan onmiddellik van die epiteel van hol organe verkry word.Tans word skandering proksimaal uitgevoer met sonde-gebaseerde instrumente wat algemeen in die kliniese praktyk gebruik word, met beperkte buigsaamheid in fokusbeheer.Ons demonstreer die gebruik van 'n parametriese resonante skandeerder wat aan die distale punt van 'n endoskoop gemonteer is om hoëspoed laterale defleksie uit te voer.'n Gat is in die middel van die weerkaatser geëts om die ligpad op te rol.Hierdie ontwerp verminder die grootte van die instrument tot 2,4 mm in deursnee en 10 mm in lengte, sodat dit vorentoe deur die werkkanaal van standaard mediese endoskope gevoer kan word.Die kompakte lens bied laterale en aksiale resolusies van onderskeidelik 1.1 en 13.6 µm.'n Werkafstand van 0 µm en 'n gesigsveld van 250 µm × 250 µm word bereik teen raamtempo's tot 20 Hz.Opwekking by 488 nm prikkel fluoresceïen, 'n FDA-goedgekeurde kleurstof vir hoë weefselkontras.Endoskope is herverwerk vir 18 siklusse sonder mislukking deur klinies goedgekeurde sterilisasiemetodes te gebruik.Fluorescerende beelde is verkry vanaf normale kolon mukosa, tubulêre adenome, hiperplastiese poliepe, ulseratiewe kolitis en Crohn se kolitis tydens roetine kolonoskopie.Enkelselle kan geïdentifiseer word, insluitend kolonosiete, bekerselle en inflammatoriese selle.Mukosale kenmerke soos kripstrukture, kripholtes en lamina propria kan onderskei word.Die instrument kan as 'n aanvulling tot konvensionele endoskopie gebruik word.
Konfokale laser-endoskopie is 'n nuwe beeldvormende modaliteit wat ontwikkel word vir kliniese gebruik as 'n aanvulling tot roetine-endoskopie1,2,3.Hierdie buigsame, optiesevesel-gekoppelde instrumente kan gebruik word om siektes op te spoor in die epiteelselle wat hol organe, soos die dikderm, omlyn.Hierdie dun laag weefsel is hoogs metabolies aktief en is die bron van baie siekteprosesse soos kanker, infeksie en inflammasie.Endoskopie kan subsellulêre resolusie bereik, wat intydse, byna histologiese kwaliteit in vivo beelde verskaf om klinici te help om kliniese besluite te neem.Fisiese weefselbiopsie hou die risiko van bloeding en perforasie in.Te veel of te min biopsie-monsters word dikwels versamel.Elke monster wat verwyder word, verhoog die chirurgiese koste.Dit neem 'n paar dae vir die monster om deur 'n patoloog geëvalueer te word.Gedurende die dae van wag vir patologie-resultate, ervaar pasiënte dikwels angs.Daarteenoor het ander kliniese beeldingsmodaliteite soos MRI, CT, PET, SPECT en ultraklank nie die ruimtelike resolusie en temporele spoed wat nodig is om epiteelprosesse in vivo met intydse, subsellulêre resolusie te visualiseer nie.
’n Sonde-gebaseerde instrument (Cellvizio) word tans algemeen in klinieke gebruik om “optiese biopsie” uit te voer.Die ontwerp is gebaseer op 'n ruimtelik koherente optieseveselbundel4 wat fluoresserende beelde versamel en oordra.Die enkelveselkern dien as 'n "gat" om gedefokusde lig ruimtelik te filter vir subsellulêre resolusie.Skandering word proksimaal uitgevoer met behulp van 'n groot, lywige galvanometer.Hierdie bepaling beperk die vermoë van die fokusbeheerinstrument.Behoorlike stadiëring van vroeë epiteelkarsinoom vereis visualisering onder die weefseloppervlak om inval te bepaal en toepaslike terapie te bepaal.Fluoresien, 'n FDA-goedgekeurde kontrasmiddel, word binneaars toegedien om strukturele kenmerke van die epiteel uit te lig. Hierdie endomikroskope het afmetings <2,4 mm in deursnee, en kan maklik vorentoe deur die biopsiekanaal van standaard mediese endoskope gestuur word. Hierdie endomikroskope het afmetings <2,4 mm in deursnee, en kan maklik vorentoe deur die biopsiekanaal van standaard mediese endoskope gestuur word. Эти эндомикроскопы имеют размеры эндоскопов. Hierdie endomikroskope is <2,4 mm in deursnee en kan maklik deur die biopsiekanaal van standaard mediese endoskope gevoer word.Hierdie boreskope is minder as 2,4 mm in deursnee en gaan maklik deur die biopsiekanaal van standaard mediese boreskope.Hierdie buigsaamheid maak voorsiening vir 'n wye reeks kliniese toepassings en is onafhanklik van endoskoopvervaardigers.Talle kliniese studies is uitgevoer met behulp van hierdie beeldapparaat, insluitend die vroeë opsporing van kankers van die slukderm, maag, kolon en mondholte.Beeldvormingsprotokolle is ontwikkel en die veiligheid van die prosedure is vasgestel.
Mikro-elektromeganiese stelsels (MEMS) is 'n kragtige tegnologie vir die ontwerp en vervaardiging van klein skanderingsmeganismes wat in die distale einde van endoskope gebruik word.Hierdie posisie (relatief tot proksimale) maak voorsiening vir groter buigsaamheid in die beheer van die fokusposisie5,6.Benewens laterale defleksie, kan die distale meganisme ook aksiale skanderings, post-objektiewe skanderings en ewekansige toegang skanderings uitvoer.Hierdie vermoëns maak meer omvattende epiteelselondervraging moontlik, insluitend vertikale deursnee-beelding7, groot gesigsveld (FOV)8 aberrasievrye skandering, en verbeterde werkverrigting in gebruikergedefinieerde substreke9.MEMS los die ernstige probleem op om die skandeerenjin te verpak met die beperkte spasie wat beskikbaar is aan die verste punt van die instrument.In vergelyking met lywige galvanometers, bied MEMS uitstekende werkverrigting teen 'n klein grootte, hoë spoed en lae kragverbruik.'n Eenvoudige vervaardigingsproses kan opgeskaal word vir massaproduksie teen lae koste.Baie MEMS-ontwerpe is voorheen gerapporteer10,11,12.Nie een van die tegnologieë is nog voldoende ontwikkel om die wydverspreide kliniese gebruik van intydse in vivo beelding deur die werkkanaal van 'n mediese endoskoop moontlik te maak nie.Hier beoog ons om die gebruik van 'n MEMS-skandeerder aan die distale punt van 'n endoskoop te demonstreer vir in vivo menslike beeldverkryging tydens roetine-kliniese endoskopie.
'n Optiese veselinstrument is ontwikkel met behulp van 'n MEMS-skandeerder aan die distale punt om intydse in vivo fluoresserende beelde met soortgelyke histologiese eienskappe te versamel.'n Enkelmodusvesel (SMF) word in 'n buigsame polimeerbuis ingesluit en opgewek by λex = 488 nm.Hierdie konfigurasie verkort die lengte van die distale punt en laat dit vorentoe beweeg deur die werkkanaal van standaard mediese endoskope.Gebruik die punt om die optiese te sentreer.Hierdie lense is ontwerp om byna diffraktiewe aksiale resolusie te bereik met 'n numeriese diafragma (NA) = 0.41 en werkafstand = 0 µm13.Presisie shims word gemaak om die optika 14 presies in lyn te bring. Die skandeerder is verpak in 'n endoskoop met 'n stewige distale punt van 2,4 mm in deursnee en 10 mm lank (Fig. 1a).Hierdie afmetings laat dit toe om in die kliniese praktyk as 'n bykomstigheid tydens endoskopie gebruik te word (Fig. 1b).Die maksimum krag van die laser wat op die weefsel inval was 2 mW.
Konfokale laser endoskopie (CLE) en MEMS skandeerders.Foto wat (a) 'n verpakte instrument met rigiede distale puntafmetings van 2,4 mm deursnee en 10 mm lengte toon en (b) reguit deurgang deur die werkkanaal van 'n standaard mediese endoskoop (Olympus CF-HQ190L).(c) Vooraansig van die skandeerder wat 'n reflektor met 'n sentrale opening van 50 µm toon waardeur die opwekkingsstraal gaan.Die skandeerder is gemonteer op 'n gimbal wat aangedryf word deur 'n stel kwadratuur kamaandrywers.Die resonante frekwensie van die toestel word bepaal deur die grootte van die wringveer.(d) Sy-aansig van die skandeerder wat die skandeerder wys wat op 'n staander gemonteer is met drade gekoppel aan elektrode-ankers wat verbindingspunte vir dryf- en kragseine verskaf.
Die skanderingsmeganisme bestaan ​​uit 'n karringgemonteerde reflektor wat deur 'n stel kamgedrewe kwadratuuraktueerders aangedryf word om die straal lateraal (XY-vlak) in 'n Lissajous-patroon af te buig (Fig. 1c).'n Gat van 50 µm in deursnee is in die middel geëts waardeur die opwekkingsstraal beweeg het.Die skandeerder word aangedryf teen die resonante frekwensie van die ontwerp, wat verstel kan word deur die afmetings van die torsieveer te verander.Elektrode-ankers is op die omtrek van die toestel gegraveer om verbindingspunte vir krag- en beheerseine te verskaf (Fig. 1d).
Die beeldstelsel is op 'n draagbare wa gemonteer wat in die operasiesaal ingerol kan word.Die grafiese gebruikerskoppelvlak is ontwerp om gebruikers met minimale tegniese kennis, soos dokters en verpleegsters, te ondersteun.Gaan die skandeerderaandrywingfrekwensie, straalvormmodus en beeld-FOV handmatig na.
Die algehele lengte van die endoskoop is ongeveer 4m om volle deurgang van instrumente deur die werkkanaal van 'n standaard mediese endoskoop (1.68m) moontlik te maak, met 'n ekstra lengte vir manoeuvreerbaarheid.Aan die proksimale einde van die endoskoop eindig die SMF en drade in verbindings wat aan die optiesevesel en bedrade poorte van die basisstasie verbind.Die installasie bevat 'n laser, 'n filtereenheid, 'n hoëspanningversterker en 'n fotovermenigvuldigerdetektor (PMT).Die versterker verskaf krag- en dryfseine aan die skandeerder.Die optiese filtereenheid koppel die laseropwekking aan die SMF en gee die fluoressensie deur na die PMT.
Endoskope word na elke kliniese prosedure herverwerk deur die STERRAD sterilisasieproses te gebruik en kan tot 18 siklusse weerstaan ​​sonder mislukking.Vir die OPA-oplossing is geen tekens van skade na meer as 10 ontsmettingsiklusse waargeneem nie.OPA se resultate het beter as STERRAD s'n gevaar, wat daarop dui dat die lewe van endoskope verleng kan word deur hoëvlak ontsmetting eerder as hersterilisering.
Beeldresolusie is bepaal uit die puntverspreidingsfunksie deur gebruik te maak van fluoresserende krale met 'n deursnee van 0.1 μm.Vir laterale en aksiale resolusie is 'n volle breedte by half maksimum (FWHM) van 1.1 en 13.6 µm, onderskeidelik, gemeet (Fig. 2a, b).
Beeld opsies.Die laterale (a) en aksiale (b) resolusie van die fokusoptika word gekenmerk deur die puntverspreidingsfunksie (PSF) gemeet met fluoresserende mikrosfere met 'n deursnee van 0.1 μm.Die gemete volle breedte by half maksimum (FWHM) was onderskeidelik 1.1 en 13.6 µm.Inlas: Uitgebreide aansigte van 'n enkele mikrosfeer in die transversale (XY) en aksiale (XZ) rigtings word getoon.(c) Fluorescerende beeld verkry vanaf 'n standaard (USAF 1951) teikenstrook (rooi ovaal) wat toon dat groepe 7-6 duidelik opgelos kan word.(d) Beeld van 10 µm deursnee verspreide fluoresserende mikrosfere wat 'n beeldveld van 250 µm×250 µm toon.Die PSF's in (a, b) is gebou met MATLAB R2019a (https://www.mathworks.com/).(c, d) Fluorescerende beelde is versamel met LabVIEW 2021 (https://www.ni.com/).
Fluorescerende beelde van standaard resolusie lense onderskei duidelik die stel kolomme in groepe 7-6, wat hoë laterale resolusie handhaaf (Fig. 2c).Die gesigsveld (FOV) van 250 µm × 250 µm is bepaal uit beelde van 10 µm deursnee fluoresserende krale versprei op dekstrokies (Fig. 2d).
'n Outomatiese metode vir PMT-aanwinsbeheer en fasekorreksie word in 'n kliniese beeldstelsel geïmplementeer om bewegingsartefakte van endoskope, kolonperistalse en pasiëntasemhaling te verminder.Beeldrekonstruksie en verwerkingsalgoritmes is voorheen beskryf14,15.Die PMT-wins word beheer deur 'n proporsionele-integrale (PI) kontroleerder om intensiteitversadiging te voorkom16.Die stelsel lees die maksimum pixelintensiteit vir elke raam, bereken die proporsionele en integrale response, en bepaal PMT-winswaardes om te verseker dat die pixelintensiteit binne die toelaatbare reeks is.
Tydens in vivo beelding kan fasewanverhouding tussen skandeerderbeweging en beheersein beeldvervaagdheid veroorsaak.Sulke effekte kan voorkom as gevolg van veranderinge in die temperatuur van die toestel in die menslike liggaam.Witlig beelde het getoon dat die endoskoop in kontak was met normale kolon mukosa in vivo (Figuur 3a).Vervaging van verkeerde pixels kan gesien word in rou beelde van normale kolon mukosa (Figuur 3b).Na behandeling met behoorlike fase- en kontrasaanpassing kon subsellulêre kenmerke van die mukosa onderskei word (Fig. 3c).Vir bykomende inligting word rou konfokale beelde en verwerkte intydse beelde in Fig. S1 getoon, en die beeldrekonstruksieparameters wat vir intydse en naverwerking gebruik word, word in Tabel S1 en Tabel S2 aangebied.
Beeldverwerking.(a) Wyehoek endoskopiese beeld wat 'n endoskoop (E) toon wat in kontak geplaas is met normale (N) kolonslymvlies om in vivo fluoresserende beelde te versamel na fluoressensie toediening.(b) Dwaal in die X- en Y-asse tydens skandering kan veroorsaak dat verkeerde pieksels vervaag.Vir demonstrasiedoeleindes word 'n groot faseverskuiwing op die oorspronklike beeld toegepas.(c) Na na-verwerking fase korreksie, kan mukosale besonderhede geassesseer word, insluitend krip strukture (pyle), met 'n sentrale lumen (l) omring deur die lamina propria (lp).Enkele selle kan onderskei word, insluitend kolonosiete (c), bekerselle (g) en inflammatoriese selle (pyle).Sien bykomende video 1. (b, c) Beelde verwerk met LabVIEW 2021.
Konfokale fluoressensiebeelde is in vivo verkry in verskeie kolonsiektes om die wye kliniese toepaslikheid van die instrument te demonstreer.Wyehoekbeelding word eers met wit lig uitgevoer om erg abnormale slymvlies op te spoor.Die endoskoop word dan deur die werkkanaal van die kolonoskoop gevorder en met die slymvlies in aanraking gebring.
Wye-veld endoskopie, konfokale endomikroskopie en histologie (H&E) beelde word getoon vir kolon neoplasie, insluitend tubulêre adenoom en hiperplastiese poliep. Wye-veld endoskopie, konfokale endomikroskopie en histologie (H&E) beelde word getoon vir kolon neoplasie, insluitend tubulêre adenoom en hiperplastiese poliep. Широкопольная эндоскопия, конфокальная эндомикроскопия en гистологические (H&E) изображения показаны для некив чая тубулярную аденому и гиперпластический полип. Kolonendoskopie, konfokale endomikroskopie en histologiese (H&E) beelding word aangedui vir kolonneoplasie, insluitend tubulêre adenoom en hiperplastiese poliep.显示结肠肿瘤（包括管状腺瘤和增生性息肉）的广角内窥镜检查镜检查送兮徣徒组织学(H&E) 图像.共设计脚肠化(图像管状躰化和增生性息肉)的广角内刵霱录共共共光共共共光兮具八兮养全具果学(H&E)-beeld. Широкопольная эндоскопия, конфокальная микроэндоскопия en гистологические (H&E) изображения, показываюки включая тубулярные аденомы и гиперпластические полипы. Breëveld-endoskopie, konfokale mikroendoskopie en histologiese (H&E) beelde wat gewasse van die dikderm toon, insluitend tubulêre adenome en hiperplastiese poliepe.Tubulêre adenome het verlies van normale krip-argitektuur, vermindering in die grootte van bekerselle, vervorming van die kriplumen en verdikking van die lamina propria getoon (Fig. 4a-c).Hiperplastiese poliepe het stervormige argitektuur van kripte, min bekerselle, spleetagtige lumen van kripte en onreëlmatige lamellêre kripte getoon (Fig. 4d-f).
Beeld van mukosale dik vel in vivo. Verteenwoordigende witlig-endoskopie, konfokale endomikoskoop en histologie (H&E) beelde word getoon vir (ac) adenoom, (df) hiperplastiese poliep, (gi) ulseratiewe kolitis en (jl) Crohn se kolitis. Verteenwoordigende witlig-endoskopie, konfokale endomikoskoop en histologie (H&E) beelde word getoon vir (ac) adenoom, (df) hiperplastiese poliep, (gi) ulseratiewe kolitis en (jl) Crohn se kolitis. Типичные изображения эндоскопии в белом свете, конфокального эндомикроскопа en гистологии (H&E) показаны (ac.) стического полипа, (gi) язвенного колита и (jl) колита Крона. Tipiese witlig-endoskopie, konfokale endomikoskoop en histologie (H&E) beelde word getoon vir (ac) adenoom, (df) hiperplastiese poliep, (gi) ulseratiewe kolitis en (jl) Crohn se kolitis.显示了(ac) 腺瘤、(df) 增生性息肉、(gi) 溃疡性结肠炎和(jl) 克罗恩逓肠炎的克罗恩逓肠炠炎的查、共聚焦内窥镜检查和组织学( H&E) 图像. Dit wys(ac) 躰真、(df) 增生性息肉、(gi) 苏盖性红肠炎和(jl) 克罗恩红肠炎的佀罂肠恩红肠炎的佀罂肠堂共公司内肠肠炎性和电视学( H&E ) beeld. Представлены репрезентативные эндоскопия в белом свете, конфокальная эндоскопия и гистологогыгия (ac) адиноскопия (ac) адиная эндоскопия ипоза, (gi) язвенного колита и (jl) колита Крона (H&E). Verteenwoordigende witlig-endoskopie, konfokale endoskopie en histologie van (ac) adenoom, (df) hiperplastiese poliposis, (gi) ulseratiewe kolitis en (jl) Crohn se kolitis (H&E) word getoon.(B) toon 'n konfokale beeld wat in vivo verkry is van 'n tubulêre adenoom (TA) met behulp van 'n endoskoop (E).Hierdie voorkanker letsel toon verlies van normale krip-argitektuur (pyl), vervorming van die krip-lumen (l) en ophoping van die krip lamina propria (lp).Kolonosiete (c), bekerselle (g) en inflammatoriese selle (pyle) kan ook geïdentifiseer word.Smt.Aanvullende Video 2. (e) toon 'n konfokale beeld verkry vanaf 'n hiperplastiese poliep (HP) in vivo.Hierdie goedaardige letsel demonstreer 'n stervormige krip-argitektuur (pyl), 'n spleetagtige krip-lumen (l) en 'n onreëlmatige gevormde lamina propria (lp).Kolonosiete (c), verskeie bekerselle (g) en inflammatoriese selle (pyle) kan ook geïdentifiseer word.Smt.Aanvullende video 3. (h) toon konfokale beelde verkry in ulseratiewe kolitis (UC) in vivo.Hierdie inflammatoriese toestand toon verwronge kriptargitektuur (pyl) en prominente bekerselle (g).Fluoresceïenvere (f) word uit epiteelselle geëxtrudeer, wat verhoogde vaskulêre deurlaatbaarheid weerspieël.Talle inflammatoriese selle (pyle) word in die lamina propria (lp) gesien.Smt.Aanvullende Video 4. (k) toon 'n konfokale beeld wat in vivo verkry is van 'n streek van Crohn se kolitis (CC).Hierdie inflammatoriese toestand toon verwronge kriptargitektuur (pyl) en prominente bekerselle (g).Fluoresceïenvere (f) word uit epiteelselle geëxtrudeer, wat verhoogde vaskulêre deurlaatbaarheid weerspieël.Talle inflammatoriese selle (pyle) word in die lamina propria (lp) gesien.Smt.Aanvullende video 5. (b, d, h, l) Beelde verwerk met LabVIEW 2021.
'n Soortgelyke stel beelde van kolonontsteking word getoon, insluitend ulseratiewe kolitis (UC) (Figuur 4g-i) en Crohn se kolitis (Figuur 4j-l).Die inflammatoriese reaksie word vermoedelik gekenmerk deur verwronge kripstrukture met uitstaande bekerselle.Fluoresceïen word uit epiteelselle gepers, wat verhoogde vaskulêre deurlaatbaarheid weerspieël.'n Groot aantal inflammatoriese selle kan in die lamina propria gesien word.
Ons het die kliniese toepassing van 'n buigsame veselgekoppelde konfokale laserendoskoop gedemonstreer wat 'n distaal geposisioneerde MEMS-skandeerder gebruik vir in vivo beeldverkryging.By resonante frekwensie kan raamtempo's tot 20 Hz bereik word deur 'n hoëdigtheid Lissajous-skanderingmodus te gebruik om bewegingsartefakte te verminder.Die optiese pad word gevou om straaluitbreiding te verskaf en 'n numeriese opening wat voldoende is om 'n laterale resolusie van 1.1 µm te bereik.Fluorescerende beelde van histologiese kwaliteit is verkry tydens roetine kolonoskopie van normale kolon mukosa, tubulêre adenomas, hiperplastiese poliepe, ulseratiewe kolitis en Crohn se kolitis.Enkelselle kan geïdentifiseer word, insluitend kolonosiete, bekerselle en inflammatoriese selle.Mukosale kenmerke soos kripstrukture, kripholtes en lamina propria kan onderskei word.Die presisie hardeware is mikro-gemasjineer om presiese belyning van die individuele optiese en meganiese komponente binne die 2,4 mm deursnee x 10 mm lengte instrument te verseker.Die optiese ontwerp verminder die lengte van die rigiede distale punt voldoende om direkte deurgang deur 'n standaardgrootte (3.2 mm deursnee) werkskanaal in mediese endoskope moontlik te maak.Daarom, ongeag die vervaardiger, kan die toestel wyd gebruik word deur dokters by die woonplek.Eksitasie is uitgevoer by λex = 488 nm om fluoresceïen, 'n FDA-goedgekeurde kleurstof, te prikkel om hoë kontras te verkry.Die instrument is sonder probleme herverwerk vir 18 siklusse deur klinies aanvaarde sterilisasiemetodes te gebruik.
Twee ander instrumentontwerpe is klinies bekragtig.Cellvizio (Mauna Kea Technologies) is 'n sonde-gebaseerde konfokale laser-endoskoop (pCLE) wat 'n bondel multimode koherente optieseveselkabels gebruik om fluoressensiebeelde te versamel en oor te dra1.'n Galvo-spieël wat op die basisstasie geleë is, doen 'n laterale skandering aan die proksimale punt.Optiese snitte word in die horisontale (XY) vlak met 'n diepte van 0 tot 70 µm versamel.Mikrosondestelle is beskikbaar vanaf 0,91 (19 G naald) tot 5 mm in deursnee.'n Syresolusie van 1 tot 3.5 µm is bereik.Beelde is versamel teen 'n raamtempo van 9 tot 12 Hz met 'n eendimensionele gesigsveld van 240 tot 600 µm.Die platform is klinies in 'n verskeidenheid gebiede gebruik, insluitend die galbuis, blaas, kolon, slukderm, longe en pankreas.Optiscan Pty Ltd het 'n endoskoop-gebaseerde konfokale laser-endoskoop (eCLE) ontwikkel met 'n skandeer-enjin ingebou in die invoegbuis (distale einde) van 'n professionele endoskoop (EC-3870K, Pentax Precision Instruments) 17 .Die optiese seksie is uitgevoer met behulp van 'n enkelmodusvesel, en syskandering is uitgevoer met behulp van 'n vrykragmeganisme deur 'n resonante stemvurk.'n Shape Memory Alloy (Nitinol) aandrywer word gebruik om aksiale verplasing te skep.Die totale deursnee van die konfokale module is 5 mm.Vir fokus word 'n GRIN-lens met 'n numeriese diafragma van NA = 0.6 gebruik.Horisontale beelde is verkry met laterale en aksiale resolusies van onderskeidelik 0.7 en 7 µm, teen 'n raamtempo van 0.8–1.6 Hz en 'n gesigsveld van 500 µm × 500 µm.
Ons demonstreer subsellulêre resolusie in vivo fluoressensie beelding verkryging van die menslike liggaam deur 'n mediese endoskoop met behulp van 'n distale einde MEMS skandeerder.Fluoresentasie verskaf hoë beeldkontras, en ligande wat aan seloppervlakteikens bind, kan met fluorofore gemerk word om molekulêre identiteit te verskaf vir verbeterde siektediagnose18.Ander optiese tegnieke vir in vivo mikroendoskopie word ook ontwikkel. OCT gebruik die kort koherensielengte vanaf 'n breëbandligbron om beelde in die vertikale vlak met dieptes >1 mm19 te versamel. OCT gebruik die kort koherensielengte vanaf 'n breëbandligbron om beelde in die vertikale vlak met dieptes >1 mm19 te versamel. ОКТ использует короткую длину когерентности широкополосного источника света для сбора изображений в висного сбора изображений в вертин mm19. OCT gebruik die kort koherensielengte van 'n breëbandligbron om beelde in die vertikale vlak met >1 mm diepte te verkry19. OKT 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 на глувий на глувий на глувин 9 скости. OCT gebruik die kort koherensielengte van 'n breëbandligbron om beelde >1 mm19 in die vertikale vlak te verkry.Hierdie lae-kontras-benadering maak egter staat op terugverstrooide ligversameling en beeldresolusie word beperk deur spikkelartefakte.Fotoakoestiese endoskopie genereer in vivo beelde gebaseer op vinnige termo-elastiese uitbreiding in weefsel na absorpsie van 'n laserpuls wat klankgolwe genereer20. Hierdie benadering het beelddieptes > 1 cm in menslike kolon in vivo getoon om terapie te monitor. Hierdie benadering het beelddieptes > 1 cm in menslike kolon in vivo getoon om terapie te monitor. Этот подход продемонстрировал глубину визуализации > 1 см в толстой кишке человека in vivo vir monitoring. Hierdie benadering het 'n beelddiepte van >1 cm in die menslike kolon in vivo getoon vir terapiemonitering.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 vir мониторитори. Hierdie benadering is gedemonstreer op beelddieptes >1 cm in die menslike kolon in vivo om terapie te monitor.Die kontras word hoofsaaklik deur hemoglobien in die vaskulatuur geproduseer.Multifoton-endoskopie genereer hoë-kontras fluoressensiebeelde wanneer twee of meer NIR-fotone weefselbiomolekules gelyktydig tref21. Hierdie benadering kan beelddieptes >1 mm bereik met lae fototoksisiteit. Hierdie benadering kan beelddieptes >1 mm bereik met lae fototoksisiteit. Этот подход может обеспечить глубину изображения > 1 mm met nie-foto's. Hierdie benadering kan beelddiepte > 1 mm met lae fototoksisiteit verskaf.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 mm met nie-foto's. Hierdie benadering kan beelddiepte > 1 mm met lae fototoksisiteit verskaf.Hoë intensiteit femtosekonde laserpulse word vereis en hierdie metode is nie klinies bewys tydens endoskopie nie.
In hierdie prototipe voer die skandeerder slegs laterale defleksie uit, dus is die optiese deel in die horisontale (XY) vlak.Die toestel is in staat om teen 'n hoër raamtempo (20 Hz) te werk as die galvaniese spieëls (12 Hz) in die Cellvizio-stelsel.Verhoog die raamtempo om bewegingsartefakte te verminder en verlaag die raamtempo om die sein 'n hupstoot te gee.Hoëspoed en geoutomatiseerde algoritmes is nodig om groot bewegingsartefakte wat veroorsaak word deur endoskopiese beweging, respiratoriese beweging en intestinale beweeglikheid te versag.Daar is getoon dat parametriese resonante skandeerders aksiale verplasings van meer as honderde mikrons22 bereik. Beelde kan in vertikale vlak (XZ), loodreg op die mukosale oppervlak, versamel word om dieselfde uitsig as dié van histologie (H&E) te verskaf. Beelde kan in vertikale vlak (XZ), loodreg op die mukosale oppervlak, versamel word om dieselfde uitsig as dié van histologie (H&E) te verskaf. Изображения могут быть получены в вертикальной плоскости (XZ), перпендикулярной поверхности слизистой обочеть же изображение, как при гистологии (H&E). Beelde kan in 'n vertikale vlak (XZ) loodreg op die mukosale oppervlak geneem word om dieselfde beeld as in histologie (H&E) te verskaf.可以在垂直于粘膜表面的垂直平面(XZ) 中收集图像，以提供与组囇学㛄姆织学㛄姂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 слизистой обочеть же изображение, как при гистологическом исследовании (H&E). Beelde kan in 'n vertikale vlak (XZ) loodreg op die mukosale oppervlak geneem word om dieselfde beeld as 'n histologiese ondersoek (H&E) te verskaf.Die skandeerder kan in 'n post-objektiewe posisie geplaas word waar die beligtingstraal langs die hoof optiese as val om sensitiwiteit vir afwykings te verminder8.Byna diffraksie-beperkte fokusvolumes kan afwyk oor arbitrêr groot gesigsvelde.Skandering met ewekansige toegang kan uitgevoer word om weerkaatsers na gebruikergedefinieerde posisies af te buig9.Die gesigsveld kan verminder word om arbitrêre areas van die beeld uit te lig, wat die sein-tot-geraas-verhouding, kontras en raamtempo verbeter.Skandeerders kan massavervaardig word deur eenvoudige prosesse te gebruik.Honderde toestelle kan op elke silikonwafer gemaak word om produksie te verhoog vir laekoste massaproduksie en wye verspreiding.
Die gevoude ligpad verminder die grootte van die rigiede distale punt, wat dit maklik maak om die endoskoop as 'n bykomstigheid tydens roetine-kolonoskopie te gebruik.In die fluoresserende beelde wat gewys word, kan subsellulêre kenmerke van die slymvlies gesien word om tubulêre adenome (voorkankeragtig) van hiperplastiese poliepe (goedaardig) te onderskei.Hierdie resultate dui daarop dat endoskopie die aantal onnodige biopsies kan verminder23.Algemene komplikasies wat met chirurgie geassosieer word, kan verminder word, moniteringsintervalle kan geoptimaliseer word, en histologiese ontleding van geringe letsels kan tot die minimum beperk word.Ons wys ook in vivo beelde van pasiënte met inflammatoriese dermsiekte, insluitend ulseratiewe kolitis (UC) en Crohn se kolitis.Konvensionele witligkolonoskopie bied 'n makroskopiese aansig van die mukosale oppervlak met beperkte vermoë om mukosale genesing akkuraat te assesseer.Endoskopie kan in vivo gebruik word om die doeltreffendheid van biologiese terapieë soos anti-TNF24-teenliggaampies te evalueer.Akkurate in vivo assessering kan ook die herhaling van siektes en komplikasies soos chirurgie verminder of voorkom en lewenskwaliteit verbeter.Geen ernstige nadelige reaksies is aangemeld in kliniese studies wat verband hou met die gebruik van fluoressensiebevattende endoskope in vivo25 nie. Die laserkrag op die mukosale oppervlak is beperk tot <2 mW om risiko vir termiese besering te minimaliseer en aan die FDA-vereistes vir nie-beduidende risiko26 per 21 CFR 812 te voldoen. Die laserkrag op die mukosale oppervlak is beperk tot <2 mW om die risiko vir termiese besering te minimaliseer en aan die FDA-vereistes vir nie-beduidende risiko26 per 21 CFR 812 te voldoen. Мощность лазера на поверхности слизистой оболочки была ограничена до <2 mВт, чтобы свести к минимурич соответствовать требованиям FDA относительно незначительного риска26 согласно 21 CFR 812. Die laserkrag by die slymvliesoppervlak is beperk tot <2 mW om die risiko van termiese skade te minimaliseer en te voldoen aan FDA-vereistes vir weglaatbare risiko26 onder 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风险鯇并滤飹风飹风飹鹶滤飹鹇滤1 CFRDA 82 足险26 的要求.粘膜表面的激光功率限制在<2 mW Мощность лазера на поверхности слизистой оболочки была ограничена до <2 mВт, чтобы свести к минимурич соответствовать требованиям FDA 21 CFR 812 относительно незначительного риска26. Die laserkrag by die mukosale oppervlak was beperk tot <2 mW om die risiko van termiese skade te minimaliseer en te voldoen aan FDA 21 CFR 812 vereistes vir weglaatbare risiko26.
Die ontwerp van die instrument kan aangepas word om beeldkwaliteit te verbeter.Spesiale optika is beskikbaar om sferiese aberrasie te verminder, beeldresolusie te verbeter en werkafstand te vergroot.Die SIL kan ingestel word om beter te pas by die brekingsindeks van die weefsel (~1.4) om ligkoppeling te verbeter.Die dryffrekwensie kan aangepas word om die laterale hoek van die skandeerder te vergroot en die beeldveld te verbreed.Jy kan outomatiese metodes gebruik om rame van 'n prent met aansienlike beweging te verwyder om hierdie effek te versag.’n Veldprogrammeerbare hekskikking (FPGA) met hoëspoeddataverkryging sal gebruik word om hoëprestasie-intydse volraamkorreksie te verskaf.Vir groter kliniese nut moet outomatiese metodes vir faseverskuiwing en bewegingsartefakte regstel vir intydse beeldinterpretasie.'n Monolitiese 3-as parametriese resonante skandeerder kan geïmplementeer word om aksiale skandering 22 in te voer. Hierdie toestelle is ontwikkel om ongekende vertikale verplasing >400 µm te bewerkstellig deur die aandryffrekwensie in te stel in 'n regime wat gemengde versagting/verstyfdinamika bevat27. Hierdie toestelle is ontwikkel om ongekende vertikale verplasing >400 µm te bewerkstellig deur die aandryffrekwensie in te stel in 'n regime wat gemengde versagting/verstyfdinamika bevat27. Эти устройства были разработаны для достижения беспрецедентного вертикального смещения > 400 мкм путем начения жиме, который характеризуется смешанной динамикой смягчения/жесткости27. Hierdie toestelle is ontwerp om 'n ongekende vertikale verplasing van >400 µm te bereik deur die aandryffrekwensie in te stel in 'n modus wat gekenmerk word deur gemengde sagte/harde dinamika27.这些设备的开发是为了通过在具有混合软化/硬化动力学的状态下鰃整办媉鰃整坑媉宇稴坑有的>400 µm 的垂直位移27.这些 设备 的 开发 是 为了 在 具有 混合 软化 硬化 硬化 学 学 状 送 烊 学 状送 烊 宇现 的> 400 µm 的 垂直 位移 27. Эти устройства были разработаны для достижения беспрецедентных вертикальных смещений > 400 мкм путем наставы име со смешанной кинетикой размягчения/затвердевания27. Hierdie toestelle is ontwerp om ongekende vertikale verplasings >400 µm te bereik deur die snellerfrekwensie aan te pas in gemengde versagting/verharding kinetika-modus27.In die toekoms kan vertikale dwarsbeelding help om vroeë kanker (T1a) op te stel.'n Kapasitiewe waarneemkring kan geïmplementeer word om skandeerderbeweging op te spoor en vir faseverskuiwing 28 reg te stel.Outomatiese fasekalibrasie met behulp van 'n sensorkring kan handmatige instrumentkalibrasie voor gebruik vervang.Instrument betroubaarheid kan verbeter word deur meer betroubare instrument seël tegnieke te gebruik om die aantal verwerkingsiklusse te verhoog.MEMS-tegnologie beloof om die gebruik van endoskope te versnel om die epiteel van hol organe te visualiseer, siekte te diagnoseer en behandeling op 'n minimaal indringende manier te monitor.Met verdere ontwikkeling kan hierdie nuwe beeldmetode 'n laekoste-oplossing word wat as 'n aanvulling tot mediese endoskope gebruik word vir onmiddellike histologiese ondersoek en kan uiteindelik tradisionele patologiese analise vervang.
Straalnasporingsimulasies is uitgevoer met behulp van ZEMAX optiese ontwerpsagteware (weergawe 2013) om die parameters van die fokusoptika te bepaal.Ontwerpkriteria sluit in byna-diffraktiewe aksiale resolusie, werkafstand = 0 µm, en gesigsveld (FOV) groter as 250 × 250 µm2.Vir opwekking by 'n golflengte λex = 488 nm, is 'n enkelmodusvesel (SMF) gebruik.Achromatiese dublette word gebruik om die variansie van die fluoressensieversameling te verminder (Figuur 5a).Die straal gaan deur die SMF met 'n modus veld deursnee van 3,5 μm en sonder afkapping gaan deur die middel van die reflektor met 'n opening deursnee van 50 μm.Gebruik 'n harde onderdompeling (hemisferiese) lens met 'n hoë brekingsindeks (n = 2.03) om invallende sferiese aberrasie van die invallende straal te minimaliseer en volle kontak met die mukosale oppervlak te verseker.Fokuseringsoptika verskaf 'n totale NA = 0.41, waar NA = nsinα, n die brekingsindeks van die weefsel is, α die maksimum straalkonvergensiehoek is.Die diffraksiebeperkte laterale en aksiale resolusies is onderskeidelik 0.44 en 6.65 µm, met NA = 0.41, λ = 488 nm en n = 1.3313.Slegs kommersieel beskikbare lense met buitenste deursnee (OD) ≤ 2 mm is oorweeg.Die optiese pad word gevou, en die straal wat die SMF verlaat, gaan deur die sentrale opening van die skandeerder en word teruggekaats deur 'n vaste spieël (0,29 mm in deursnee).Hierdie konfigurasie verkort die lengte van die rigiede distale einde om voorwaartse deurgang van die endoskoop deur die standaard (3.2 mm deursnee) werkskanaal van mediese endoskope te vergemaklik.Hierdie kenmerk maak dit maklik om as 'n bykomstigheid tydens roetine-endoskopie te gebruik.
Gevoude liggids en endoskoopverpakking.(a) Die opwekkingsstraal verlaat die OBC en gaan deur die sentrale opening van die skandeerder.Die straal word uitgebrei en weerkaats vanaf 'n vaste sirkelvormige spieël terug in die skandeerder vir laterale defleksie.Die fokusoptika bestaan ​​uit 'n paar achromatiese dubbelletlense en 'n soliede onderdompeling (hemisferiese) lens wat kontak met die mukosale oppervlak verskaf.ZEMAX 2013 (https://www.zemax.com/) vir optiese ontwerp en straalopsporing-simulasie.(b) Toon die ligging van verskeie instrumentkomponente, insluitend enkelmodusvesel (SMF), skandeerder, spieëls en lense.Solidworks 2016 (https://www.solidworks.com/) is gebruik vir 3D-modellering van die endoskoopverpakking.
'n SMF (#460HP, Thorlabs) met 'n modus veld deursnee van 3.5 µm by 'n golflengte van 488 nm is gebruik as 'n "gat" vir ruimtelike filtering van gedefokusde lig (Fig. 5b).Die SMF's is omhul in buigsame polimeerbuise (#Pebax 72D, Nordson MEDIESE).’n Lengte van ongeveer 4 meter word gebruik om voldoende afstand tussen die pasiënt en die beeldstelsel te verseker.'n Paar 2 mm MgF2-bedekte achromatiese dubbelletlense (#65568, #65567, Edmund Optics) en 'n 2 mm onbedekte hemisferiese lens (#90858, Edmund Optics) is gebruik om die straal te fokus en fluoressensie te versamel.Plaas 'n vlekvrye staal eindbuis (4 mm lank, 2,0 mm OD, 1,6 mm ID) tussen die hars en die buitenste buis om skandeerdervibrasie te isoleer.Gebruik mediese gom om die instrument teen liggaamsvloeistowwe en hanteringsprosedures te beskerm.Gebruik hittekrimpbuis om die verbindings te beskerm.
Die kompakte skandeerder is gemaak op die beginsel van parametriese resonansie.Ets 'n 50 µm-opening in die middel van die reflektor om die opwekkingsstraal deur te stuur.Deur gebruik te maak van 'n stel kwadratuur kam-aangedrewe aandrywers, word die uitgebreide balk dwars in die ortogonale rigting (XY-vlak) in die Lissajous-modus afgebuig.'n Data-verkrygingsbord (#DAQ PCI-6115, NI) is gebruik om analoog seine te genereer om die skandeerder te beheer.Krag is verskaf deur 'n hoëspanningsversterker (#PDm200, PiezoDrive) via dun drade (#B4421241, MWS Wire Industries).Maak bedrading op die elektrode-armatuur.Die skandeerder werk teen frekwensies naby aan 15 kHz (vinnige as) en 4 kHz (stadige as) om FOV tot 250 µm × 250 µm te bereik.Video kan teen 'n raamtempo van 10, 16 of 20 Hz geskiet word.Hierdie raamtempo's word gebruik om die herhalingstempo van die Lissajous-skanderingpatroon te pas, wat afhang van die waarde van die X- en Y-opwekkingsfrekwensies van die skandeerder29.Besonderhede van die afwykings tussen raamtempo, piekselresolusie en skanderingspatroondigtheid word in ons vorige werk aangebied14.
'n Soliede toestand laser (#OBIS 488 LS, koherent) verskaf λex = 488 nm om fluoressensie vir beeldkontras op te wek (Fig. 6a).Optiese pigtails word aan die filtereenheid gekoppel via FC/APC-verbindings (verlies 1,82 dB) (Fig. 6b).Die straal word afgebuig deur 'n dichroïese spieël (#WDM-12P-111-488/500:600, Oz Optics) in die SMF deur 'n ander FC/APC-koppelaar.In ooreenstemming met 21 CFR 812, is invallende krag na weefsel beperk tot 'n maksimum van 2 mW om te voldoen aan FDA-vereistes vir weglaatbare risiko.Fluoresentasie is deur 'n dichroïese spieël en 'n lang transmissiefilter (#BLP01-488R, Semrock) gevoer.Fluoresentasie is oorgedra na 'n fotovermenigvuldigerbuis (PMT) detektor (#H7422-40, Hamamatsu) via 'n FC/PC-koppelaar met behulp van 'n ~1 m lange multimodusvesel met 'n 50 µm kerndeursnee.Fluorescerende seine is versterk met 'n hoëspoedstroomversterker (#59-179, Edmund Optics).Spesiale sagteware (LabVIEW 2021, NI) is ontwikkel vir intydse data-verkryging en beeldverwerking.Die laserkrag- en PMT-versterkingsinstellings word bepaal deur die mikrobeheerder (#Arduino UNO, Arduino) met behulp van 'n spesiale gedrukte stroombaanbord.Die SMF en drade eindig in verbindings en verbind met die optiese vesel (F) en bedrade (W) poorte op die basisstasie (Figuur 6c).Die beeldstelsel is op 'n draagbare wa (Figuur 6d) vervat. 'n Isolasietransformator is gebruik om die lekstroom tot <500 μA te beperk. 'n Isolasietransformator is gebruik om die lekstroom tot <500 μA te beperk. Для ограничения тока утечки до <500 мкА использовался изолирующий трансформатор. 'n Isolasietransformator is gebruik om die lekstroom tot <500 µA te beperk.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. Gebruik 'n isolasietransformator om die lekstroom tot <500µA te beperk.
visualisering stelsel.(a) Die PMT, laser en versterker is in die basisstasie.(b) In die filterbank ry die laser (blou) oor die optieseveselkabel deur die FC/APC-konneksie.Die straal word deur 'n dichroïese spieël (DM) afgebuig in 'n enkelmodusvesel (SMF) via 'n tweede FC/APC-koppelaar.Fluoresentasie (groen) beweeg deur die DM- en langdeurlaatfilter (LPF) na die PMT via multimodusvesel (MMF).(c) Die proksimale einde van die endoskoop is gekoppel aan die optiesevesel (F) en bedrade (W) poorte van die basisstasie.(d) Endoskoop, monitor, basisstasie, rekenaar en isolasietransformator op 'n draagbare wa.(a, c) Solidworks 2016 is gebruik vir 3D-modellering van die beeldstelsel en endoskoopkomponente.
Die laterale en aksiale resolusie van die fokusoptika is gemeet vanaf die puntverspreidingsfunksie van fluoresserende mikrosfere (#F8803, Thermo Fisher Scientific) 0.1 µm in deursnee.Versamel beelde deur die mikrosfere horisontaal en vertikaal te vertaal in stappe van 1 µm met behulp van 'n lineêre stadium (# M-562-XYZ, DM-13, Newport).Beeldstapel met behulp van ImageJ2 om deursneebeelde van mikrosfere te verkry.
Spesiale sagteware (LabVIEW 2021, NI) is ontwikkel vir intydse data-verkryging en beeldverwerking.Op fig.7 toon 'n oorsig van die roetines wat gebruik word om die stelsel te bedryf.Die gebruikerskoppelvlak bestaan ​​uit data-verkryging (DAQ), hoofpaneel en beheerpaneel.Die data-insamelingspaneel is in wisselwerking met die hoofpaneel om rou data in te samel en te stoor, insette vir persoonlike data-insameling-instellings te verskaf en skandeerderbestuurder-instellings te bestuur.Die hoofpaneel laat die gebruiker toe om die gewenste konfigurasie vir die gebruik van die endoskoop te kies, insluitend die skandeerderbeheersein, videoraamtempo en verkrygingsparameters.Hierdie paneel laat die gebruiker ook toe om die helderheid en kontras van die beeld te vertoon en te beheer.Deur die rou data as insette te gebruik, bereken die algoritme die optimale winsinstelling vir die PMT en pas hierdie parameter outomaties aan deur 'n proporsionele-integrale (PI)16-terugvoerbeheerstelsel te gebruik.Die kontroleerderbord is in wisselwerking met die hoofbord en die dataverkrygingsbord om die laserkrag en PMT-wins te beheer.
Stelsel sagteware argitektuur.Die gebruikerskoppelvlak bestaan ​​uit modules (1) dataverkryging (DAQ), (2) hoofpaneel en (3) kontroleerderpaneel.Hierdie programme loop gelyktydig en kommunikeer met mekaar deur boodskaprye.Die sleutel is MEMS: Mikro-elektromeganiese stelsel, TDMS: Tegniese Databeheervloei, PI: Proporsionele Integraal, PMT: Fotovermenigvuldiger.Beeld- en videolêers word onderskeidelik in BMP- en AVI-formate gestoor.
'n Fasekorreksie-algoritme word gebruik om die verspreiding van beeldpixelintensiteite by verskillende fasewaardes te bereken om die maksimum waarde te bepaal wat gebruik word om die beeld te verskerp.Vir intydse regstelling is die faseskanderingreeks ±2.86° met 'n relatief groot stap van 0.286° om berekeningstyd te verminder.Daarbenewens verminder die gebruik van dele van die beeld met minder monsters die beeldraamberekeningstyd verder van 7,5 sekondes (1 Mmonster) tot 1,88 sekondes (250 Kmonsters) by 10 Hz.Hierdie invoerparameters is gekies om voldoende beeldkwaliteit te verskaf met minimale latensie tydens in vivo beelding.Regstreekse beelde en video's word onderskeidelik in BMP- en AVI-formate opgeneem.Die rou data word in die Technical Data Management Flow Format (TMDS) gestoor.
Naverwerking van in vivo beelde vir kwaliteitverbetering met LabVIEW 2021. Akkuraatheid is beperk wanneer fasekorreksiealgoritmes tydens in vivo beelding gebruik word weens die lang berekeningstyd wat benodig word.Slegs beperkte beeldareas en monsternommers word gebruik.Boonop werk die algoritme nie goed vir beelde met bewegingsartefakte of lae kontras nie en lei dit tot faseberekeningsfoute30.Individuele rame met hoë kontras en geen bewegingsartefakte is met die hand geselekteer vir fasefyninstelling met 'n faseskanderingreeks van ±0.75° in 0.01° stappe.Die hele beeldarea is gebruik (bv. 1 Mmonster van 'n beeld wat by 10 Hz opgeneem is).Tabel S2 gee besonderhede oor die beeldparameters wat vir intydse en naverwerking gebruik word.Na fasekorreksie word 'n mediaanfilter gebruik om beeldgeraas verder te verminder.Helderheid en kontras word verder verbeter deur histogramstrek en gammakorreksie31.
Die kliniese proewe is deur die Michigan Medical Institutions Review Board goedgekeur en is in die Departement van Mediese Prosedures uitgevoer.Hierdie studie is aanlyn geregistreer by ClinicalTrials.gov (NCT03220711, registrasiedatum: 07/18/2017).Insluitingskriteria het pasiënte (van 18 tot 100 jaar oud) met 'n voorheen beplande elektiewe kolonoskopie, 'n verhoogde risiko van kolorektale kanker en 'n geskiedenis van inflammatoriese dermsiekte ingesluit.Ingeligte toestemming is verkry van elke proefpersoon wat ingestem het om deel te neem.Uitsluitingskriteria was pasiënte wat swanger was, 'n bekende hipersensitiwiteit vir fluoressensie gehad het, of aktiewe chemoterapie of bestralingsterapie ondergaan het.Hierdie studie het opeenvolgende pasiënte ingesluit wat vir roetine-kolonoskopie geskeduleer is en was verteenwoordigend van die Michigan Mediese Sentrum-populasie.Die studie is uitgevoer in ooreenstemming met die Verklaring van Helsinki.
Voor die operasie, kalibreer die endoskoop met 10 µm fluoresserende krale (#F8836, Thermo Fisher Scientific) wat in silikoonvorms gemonteer is.'n Deurskynende silikoonseëlmiddel (#RTV108, Momentive) is in 'n 3D-gedrukte 8 cm3 plastiekvorm gegooi.Gooi die waterfluoresserende krale oor die silikoon en laat staan ​​totdat die watermedium droog word.
Die hele dikderm is ondersoek met behulp van 'n standaard mediese kolonoskoop (Olympus, CF-HQ190L) met wit lig beligting.Nadat die endoskopist die area van die beweerde siekte bepaal het, word die area gewas met 5-10 ml 5% asynsuur, en dan met steriele water om slym en puin te verwyder.'n 5 ml dosis van 5 mg/ml fluoresceïen (Alcon, Fluorescite) is binneaars ingespuit of plaaslik op die slymvlies gespuit met behulp van 'n standaardkanule (M00530860, Boston Scientific) wat deur die werkskanaal gevoer is.
Gebruik 'n besproeier om oortollige kleurstof of puin van die slymvliesoppervlak af te spoel.Verwyder die nebuliserende kateter en voer die endoskoop deur die werkkanaal om ante-mortem beelde te verkry.Gebruik wye-veld endoskopiese leiding om die distale punt in die teikenarea te plaas. Die totale tyd wat gebruik is om konfokale beelde te versamel was <10 min. Die totale tyd wat gebruik is om konfokale beelde te versamel was <10 min. Общее время, затраченное на сбор конфокальных изображений, составило <10 min. Die totale tyd wat geneem is om konfokale beelde te versamel was <10 min.Die totale verkrygingstyd vir konfokale beelde was minder as 10 minute.Endoskopiese witligvideo is verwerk met behulp van die Olympus EVIS EXERA III (CLV-190) beeldingstelsel en opgeneem met 'n Elgato HD video-opnemer.Gebruik LabVIEW 2021 om endoskopievideo's op te neem en te stoor.Nadat beelding voltooi is, word die endoskoop verwyder en die weefsel wat gevisualiseer moet word, word met behulp van biopsietang of 'n strik uitgesny. Die weefsels is vir roetine histologie (H&E) verwerk en deur 'n kundige GI-patoloog (HDA) geëvalueer. Die weefsels is vir roetine histologie (H&E) verwerk en deur 'n kundige GI-patoloog (HDA) geëvalueer. Ткани были обработаны для обычной гистологии (H&E) en оценены экспертом-патологом желудочно-кишечного (трачного). Weefsels is vir roetine histologie (H&E) verwerk en deur 'n kundige gastroïntestinale patoloog (HDA) beoordeel.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) en оценены экспертом-патологом желудочно-кишечного (трачного). Weefsels is vir roetine histologie (H&E) verwerk en deur 'n kundige gastroïntestinale patoloog (HDA) beoordeel.Die spektrale eienskappe van fluoressensie is bevestig met behulp van 'n spektrometer (USB2000+, Ocean Optics) soos in Figuur S2 getoon.
Endoskope word gesteriliseer na elke gebruik deur mense (Fig. 8).Skoonmaakprosedures is uitgevoer onder die leiding en goedkeuring van die Departement van Infeksiebeheer en Epidemiologie van die Michigan Mediese Sentrum en die Sentrale Steriele Verwerkingseenheid. Voor die studie is die instrumente getoets en vir sterilisasie bekragtig deur Advanced Sterilization Products (ASP, Johnson & Johnson), 'n kommersiële entiteit wat infeksievoorkoming en sterilisasie-valideringsdienste verskaf. Voor die studie is die instrumente getoets en vir sterilisasie bekragtig deur Advanced Sterilization Products (ASP, Johnson & Johnson), 'n kommersiële entiteit wat infeksievoorkoming en sterilisasie-valideringsdienste verskaf. Перед исследованием инструменты были протестированы и одобрены для стерилизации компанией Advanced Sterilization Products (ASP, Johnson & Johnson), компанией авляющей услуги по профилактике инфекций и проверке стерилизации. Voor studie is instrumente getoets en goedgekeur vir sterilisasie deur Advanced Sterilization Products (ASP, Johnson & Johnson), 'n kommersiële organisasie wat infeksievoorkoming en sterilisasieverifikasiedienste verskaf. Перед исследованием инструменты были стерилизованы и проверены Gevorderde Sterilisasieprodukte (ASP, Johnson & Johnson), коммерческой организацизацией, копверены рофилактике инфекций и проверке стерилизации. Instrumente is gesteriliseer en geïnspekteer voor studie deur Advanced Sterilization Products (ASP, Johnson & Johnson), 'n kommersiële organisasie wat infeksievoorkoming en sterilisasieverifikasiedienste verskaf.
Gereedskap herwinning.(a) Endoskope word in bakkies geplaas na elke sterilisasie deur die STERRAD verwerkingsproses te gebruik.(b) Die SMF en drade word getermineer met onderskeidelik optiese vesel en elektriese konneksies, wat gesluit word voor herverwerking.
Maak die endoskope skoon deur die volgende te doen: (1) vee die endoskoop af met 'n pluisvrye lap wat in 'n ensiematiese skoonmaker geweek is van proksimaal na distaal;(2) Dompel die instrument in die ensiematiese skoonmaakmiddeloplossing vir 3 minute met water.pluisvrye stof.Elektriese en optieseveselverbindings word bedek en uit die oplossing verwyder;(3) Die endoskoop word toegedraai en in die instrumentbak geplaas vir sterilisasie met STERRAD 100NX, waterstofperoksiedgasplasma.relatief lae temperatuur en lae humiditeit omgewing.
Die datastelle wat in die huidige studie gebruik en/of ontleed is, is op redelike versoek by die onderskeie outeurs beskikbaar.
Pilonis, ND, Januszewicz, W. & di Pietro, M. Konfokale laserendomikroskopie in gastro-intestinale endoskopie: Tegniese aspekte en kliniese toepassings. Pilonis, ND, Januszewicz, W. & di Pietro, M. Konfokale laserendomikroskopie in gastro-intestinale endoskopie: Tegniese aspekte en kliniese toepassings.Pilonis, ND, Januszewicz, V. i di Pietro, M. Konfokale laser-endomikroskopie in gastro-intestinale endoskopie: tegniese aspekte en kliniese toepassing. Pilonis, ND, Januszewicz, W. & di Pietro, M. Pilonis, ND, Januszewicz, W. & di Pietro, M. 共载肠分别在在在共公司设计在在机机：Tegniese aspekte en kliniese toepassings.Pilonis, ND, Januszewicz, V. i di Pietro, M. Konfokale laser endoskopie in gastroïntestinale endoskopie: tegniese aspekte en kliniese toepassings.vertaling gastroïntestinale heparien.7, 7 (2022).
Al-Mansour, MR et al.Veiligheid en Doeltreffendheid Analise van SAGES TAVAC Konfokale Laser Endomikroskopie.Operasie.Endoskopie 35, 2091–2103 (2021).
Fugazza, A. et al.Konfokale laser endoskopie in gastroïntestinale en pankreatobiliêre siektes: 'n sistematiese oorsig en meta-analise.Biomediese Wetenskap.opgaartenk.interne 2016, 4638683 (2016).