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L'endoscopia laser cunfocale hè un novu metudu di biopsia otticu in tempu reale.L'imaghjini fluoriscenti di qualità histologica ponu esse acquistati istantaneamente da l'epiteliu di l'organi cavu.Attualmente, a scansione hè realizata in prossimità cù strumenti basati in sonda chì sò cumunimenti usati in a pratica clinica, cù una flessibilità limitata in u cuntrollu di u focu.Dimustremu l'usu di un scanner resonant parametricu muntatu à l'estremità distale di un endoscopiu per realizà una deviazione laterale à alta velocità.Un pirtusu hè statu incisu in u centru di u riflettore per rinfurzà a strada di luce.Stu disignu riduce a dimensione di l'instrumentu à 2,4 mm di diametru è 10 mm di lunghezza, chì permette di passà in avanti per u canali di travagliu di l'endoscopi medichi standard.A lente compatta furnisce risoluzioni laterali è assiali di 1,1 è 13,6 µm, rispettivamente.Una distanza di travagliu di 0 µm è un campu di vista di 250 µm × 250 µm sò ottenuti à frequenze di fotogrammi finu à 20 Hz.L'eccitazione à 488 nm eccita a fluoresceina, un colorante appruvatu da a FDA per un altu cuntrastu di tissutu.L'endoscopi sò stati riprocessati per 18 cicli senza fallimentu cù metudi di sterilizazione clinicamente appruvati.L'imaghjini fluorescenti sò stati ottenuti da a mucosa di u colonu normale, adenomi tubulari, polipi iperplasichi, colitis ulcerative è colitis di Crohn durante a colonoscopia di rutina.I celi singuli ponu esse identificati, cumpresi colonocytes, goblet cells, e cellule inflammatory.E caratteristiche mucosa cum'è strutture di criptu, cavità di cripta è lamina propria ponu esse distinti.L'instrumentu pò esse usatu cum'è un aghjuntu à l'endoscopia convenzionale.
L'endoscopia laser confocale hè una nova modalità di imaging sviluppata per l'usu clinicu cum'è un aghjuntu à l'endoscopia di rutina1,2,3.Questi strumenti flessibili, cunnessi à fibre ottiche, ponu esse aduprati per detectà e malatie in i celi epiteliali chì riganu l'organi cavi, cum'è u colon.Questa fina capa di tissutu hè altamente metabolicamente attivu è hè a fonte di parechji prucessi di malatie cum'è u cancer, l'infezzione è l'infiammazione.L'endoscopia pò ottene una risoluzione subcellulare, furnisce immagini in vivo di qualità quasi istologica in tempu reale per aiutà i clinichi à piglià decisioni cliniche.A biòpsia di tissutu fisicu porta u risicu di sanguinamentu è perforazione.Troppu o troppu pocu specimens di biòpsia sò spessu raccolti.Ogni mostra eliminata aumenta u costu kirurggicu.Ci vole parechji ghjorni per a mostra per esse evaluata da un patologu.Duranti i ghjorni d'aspittà per i risultati di a patologia, i pazienti spessu sperienze ansietà.In cuntrastu, altre modalità di imaging clinica cum'è MRI, CT, PET, SPECT è ultrasound mancanu a risoluzione spaziale è a velocità temporale necessaria per visualizà i prucessi epiteliali in vivo cù una risoluzione subcellulare in tempu reale.
Un strumentu basatu in sonda (Cellvizio) hè oghje comunmente utilizatu in cliniche per fà "biopsia ottica".U disignu hè basatu annantu à un fasciu di fibra ottica spazialmente coerente4 chì raccoglie è trasmette l'imaghjini fluorescenti.U core di fibra unica agisce cum'è un "bucu" per filtrà spazialmente a luce sfocata per a risoluzione subcellulare.U scanning hè realizatu vicinu cù un galvanometru grande è voluminoso.Questa disposizione limita a capacità di l'uttellu di cuntrollu di u focu.Staging propiu di u carcinoma epiteliale precoce richiede a visualizazione sottu a superficia di u tissutu per valutà l'invasione è determinà a terapia adatta.A fluoresceina, un agentu di cuntrastu appruvatu da a FDA, hè amministratu per via intravenosa per mette in risaltu e caratteristiche strutturali di l'epiteliu. Questi endomicroscopes anu dimensioni <2,4 mm di diametru, è ponu esse passati facilmente in u canali di biopsia di l'endoscopi medichi standard. Questi endomicroscopes anu dimensioni <2,4 mm di diametru, è ponu esse passati facilmente in u canali di biopsia di l'endoscopi medichi standard. Эти эндомикроскопы имеют размеры <2,4 мм в диаметре и могут быть легко проведены черены через заметре х медицинских эндоскопов. Questi endomicroscopes sò <2,4 mm di diametru è ponu esse facilmente passati per u canali di biòpsia di l'endoscopi medichi standard.Questi boroscopi sò menu di 2,4 mm di diametru è passanu facilmente per u canali di biòpsia di boroscopi medichi standard.Questa flessibilità permette una larga gamma di applicazioni cliniche è hè indipendente da i fabricatori di endoscopi.Numerosi studii clinichi sò stati realizati cù stu dispusitivu di imaghjini, cumprese a deteczione precoce di cancers di l'esofago, stomacu, colon, è cavità orali.I protokolli di imaging sò stati sviluppati è a sicurità di a prucedura hè stata stabilita.
Sistemi microelettromeccanici (MEMS) hè una tecnulugia putente per cuncepimentu è fabricazione di picculi meccanismi di scansione utilizati in l'estremità distale di l'endoscopi.Questa pusizioni (relativa à prossimale) permette una più grande flessibilità in u cuntrollu di a pusizione di focu5,6.In più di a deviazione laterale, u mecanismu distale pò ancu eseguisce scansioni assiali, scans post-ughjettivi è scans d'accessu aleatoriu.Queste capacità permettenu una interrogazione più cumpleta di e cellule epiteliali, cumprese l'imaghjini in sezione trasversale verticale7, un grande campu di vista (FOV)8 scansione senza aberrazioni, è un rendimentu migliuratu in sottoregioni definite da l'utilizatori9.MEMS risolve u prublema seriu di imballà u mutore di scanning cù u spaziu limitatu dispunibule à a fine di l'instrumentu.Paragunatu à i galvanometri voluminosi, MEMS furnisce un rendimentu superiore à una piccula dimensione, alta velocità è cunsumu d'energia bassu.Un prucessu simplice di fabricazione pò esse scalatu per a produzzione di massa à pocu costu.Parechji disinni MEMS sò stati rappurtati prima10,11,12.Nisuna di e tecnulugia hè stata sviluppata abbastanza per permette l'usu clinicu generalizatu di l'imaghjini in vivo in tempu reale attraversu u canali di travagliu di un endoscopiu medico.Quì, vulemu dimustrà l'usu di un scanner MEMS à l'estremità distale di un endoscopiu per l'acquisizione di l'imaghjini umani in vivo durante l'endoscopia clinica di rutina.
Un strumentu di fibra ottica hè statu sviluppatu utilizendu un scanner MEMS à l'estremità distale per cullà l'imaghjini fluorescenti in vivo in tempu reale cù caratteristiche istologiche simili.Una fibra monomodale (SMF) hè racchiusa in un tubu di polimeru flexible è eccitata à λex = 488 nm.Sta cunfigurazione accurtà a lunghezza di a punta distale è permette di passà in avanti per u canali di travagliu di l'endoscopi medichi standard.Aduprate a punta per centru l'ottica.Queste lenti sò pensate per ottene una risoluzione assiale quasi diffrattiva cù una apertura numerica (NA) = 0,41 è una distanza di travagliu = 0 µm13.I shims di precisione sò fatti per allineà precisamente l'ottica 14. U scanner hè imballatu in un endoscopiu cù una punta distale rigida di 2,4 mm di diametru è 10 mm di longu (Fig. 1a).Queste dimensioni permettenu di esse usatu in a pratica clinica cum'è accessori durante l'endoscopia (Fig. 1b).A putenza massima di u laser incidente nantu à u tissutu era 2 mW.
Endoscopia laser confocale (CLE) è scanner MEMS.Fotografia chì mostra (a) un strumentu imballatu cù dimensioni di punta distale rigida di 2,4 mm di diametru è 10 mm di lunghezza è (b) passaghju drittu attraversu u canali di travagliu di un endoscopiu medicale standard (Olympus CF-HQ190L).(c) Vista frontale di u scanner chì mostra un riflettore cù una apertura centrale di 50 µm à traversu u fasciu di eccitazione.U scanner hè muntatu nantu à un gimbal guidatu da un inseme di unità di unità di pettine quadrature.A frequenza di risonanza di u dispusitivu hè determinata da a dimensione di a molla di torsione.(d) Vista laterale di u scanner chì mostra u scanner muntatu nantu à un stand cù i fili cunnessi à l'ancora di l'elettrodi chì furniscenu punti di cunnessione per i segnali d'accionamentu è di putenza.
U miccanisimu di scanning hè custituitu da un riflettore gimbal-mounted driven by a set of comb-driven quadrature actuators to deflect the beam laterally (XY plane) in a pattern Lissajous (Fig. 1c).Un foru di 50 µm di diametru hè statu incisu in u centru attraversu quale u fasciu di eccitazione passava.U scanner hè guidatu à a freccia di risonanza di u disignu, chì pò esse sintonizatu cambiendu e dimensioni di a molla di torsione.L'ancora di l'elettrodi sò stati incisi nantu à a periferia di u dispusitivu per furnisce i punti di cunnessione per i signali di putere è di cuntrollu (Fig. 1d).
U sistema di imaging hè muntatu nantu à un carrettu portatile chì pò esse rotulatu in a sala operatoria.L'interfaccia d'utilizatore grafica hè stata cuncepita per sustene l'utilizatori cù cunniscenze tecniche minime, cum'è i medichi è l'infermiera.Verificate manualmente a frequenza di u scanner, u modu di forma di fasciu è u FOV di l'imaghjini.
A durata generale di l'endoscopiu hè di circa 4 m per permette u passaghju sanu di strumenti à traversu u canali di travagliu di un endoscopiu medicale standard (1,68 m), cù una lunghezza extra per a manuvrabilità.À l'estremità prossimale di l'endoscopiu, l'SMF è i fili finiscinu in connettori chì cunnessi à i porti di fibra ottica è cablati di a stazione di basa.A stallazione cuntene un laser, una unità di filtru, un amplificatore d'alta tensione è un detector fotomultiplicatore (PMT).L'amplificatore furnisce i segnali di putere è di cunduce à u scanner.L'unità di filtru otticu accoppia l'excitazione laser à u SMF è passa a fluorescenza à u PMT.
L'endoscopi sò riprocessati dopu ogni prucedura clinica utilizendu u prucessu di sterilizazione STERRAD è ponu sustene finu à 18 cicli senza fallimentu.Per a suluzione OPA, ùn sò stati osservati segni di danni dopu più di 10 cicli di disinfezione.I risultati di l'OPA anu superatu quelli di STERRAD, suggerendu chì a vita di l'endoscopi puderia esse allargata da una disinfezzione di altu livellu piuttostu cà a ri-sterilizazione.
A risoluzione di l'imaghjini hè stata determinata da a funzione di sparghje puntu cù perle fluorescenti cù un diametru di 0,1 μm.Per a risuluzione laterale è axial, una larghezza completa à a mità massima (FWHM) di 1.1 è 13.6 µm, rispettivamente, hè stata misurata (Fig. 2a, b).
Opzioni di l'imagine.A risoluzione laterale (a) è assiale (b) di l'ottica di focalizazione sò carattarizati da a funzione di diffusione di punti (PSF) misurata cù microsfere fluorescenti cù un diametru di 0,1 μm.A larghezza piena misurata à a mità massima (FWHM) era 1,1 è 13,6 µm, rispettivamente.Inset: Viste espanse di una sola microsfera in direzzione trasversale (XY) è assiale (XZ).(c) Image fluorescente ottenuta da una striscia di destinazione standard (USAF 1951) (ovale rossu) chì mostra chì i gruppi 7-6 ponu esse chjaramente risolti.(d) Immagine di microsfere fluorescenti disperse di 10 µm di diametro mostrando un campo di vista di immagine di 250 µm × 250 µm.I PSF in (a, b) sò stati custruiti cù MATLAB R2019a (https://www.mathworks.com/).(c, d) L'imaghjini fluorescenti sò stati raccolti cù LabVIEW 2021 (https://www.ni.com/).
L'imaghjini fluoriscenti da lenti di risoluzione standard distinguenu chjaramente u settore di culonni in gruppi 7-6, chì mantene una alta risoluzione laterale (Fig. 2c).U campu di vista (FOV) di 250 µm × 250 µm hè stata determinata da l'imaghjini di 10 µm di diametru di perle fluorescenti disperse nantu à i coverslips (Fig. 2d).
Un metudu automatizatu per u cuntrollu di guadagnà PMT è a correzione di fase hè implementatu in un sistema di imaging clinicu per riduce l'artefatti di muvimentu da endoscopi, peristalsi di u colon, è respirazione di u paziente.L'algoritmi di ricustruzione di l'imaghjini è di trasfurmazioni sò stati descritti prima14,15.U guadagnu PMT hè cuntrullatu da un controller proporzionale-integrale (PI) per impedisce a saturazione di intensità16.U sistema leghje l'intensità massima di pixel per ogni quadru, calcula e risposte proporzionali è integrali, è determina i valori di guadagnu PMT per assicurà chì l'intensità di pixel hè in u range permissibile.
Durante l'imaghjini in vivo, a discrepanza di fasi trà u muvimentu di u scanner è u segnu di cuntrollu pò causà sfocatura di l'imagine.Tali effetti ponu accade per via di cambiamenti in a temperatura di u dispusitivu in u corpu umanu.L'imaghjini di luce bianca anu dimustratu chì l'endoscopiu era in cuntattu cù a mucosa colonica normale in vivo (Figura 3a).Blurring of pixels misaligned pò esse vistu in l'imaghjini crudi di a mucosa normale di u colon (Figura 3b).Dopu u trattamentu cù a fasa propria è l'aghjustamentu di cuntrastu, e caratteristiche subcellulari di a mucosa puderia esse distinti (Fig. 3c).Per infurmazioni supplementari, l'imaghjini cunfocali crudi è l'imaghjini processati in tempu reale sò mostrati in Fig. S1, è i paràmetri di ricustruzzione di l'imaghjini utilizati per u tempu reale è u post-processamentu sò presentati in Table S1 è Table S2.
Trattamentu di l'imagine.(a) Image endoscopica à grande angulu chì mostra un endoscopiu (E) pusatu in cuntattu cù a mucosa di u colonu normale (N) per cullà l'imaghjini fluorescenti in vivo dopu l'amministrazione di fluoresceina.(b) Passà in l'assi X è Y durante a scansione pò causà pixel misalignati à sfocatura.Per scopi di dimostrazione, un grande cambiamentu di fase hè appiicatu à l'imaghjini originale.(c) Dopu a correzione di a fase post-processing, i dettagli di a mucosa ponu esse valutati, cumprese strutture di criptu (frecce), cù un lumen cintrali (l) circundatu da a lamina propria (lp).I celi singuli ponu esse distinti, cumpresi i colonociti (c), i calici (g) è e cellule inflammatorii (frecce).Vede u video supplementu 1. (b, c) Immagini trattate cù LabVIEW 2021.
L'imaghjini di fluorescenza confocale sò stati ottenuti in vivo in parechje malatie di u colu per dimustrà l'ampia applicabilità clinica di l'instrumentu.L'imaghjini di grande angulu sò prima realizati cù a luce bianca per detectà a mucosa grossamente anormale.L'endoscopiu hè dopu avanzatu à traversu u canali di travagliu di u colonoscope è purtatu in cuntattu cù a mucosa.
L'endoscopia di campu largu, l'endomicroscopia confocale è l'imaghjini di l'istologia (H&E) sò mostrati per a neoplasia colonica, cumpresu l'adenoma tubulare è u polipu iperplasticu. L'endoscopia di campu largu, l'endomicroscopia confocale è l'imaghjini di l'istologia (H&E) sò mostrati per a neoplasia colonica, cumpresu l'adenoma tubulare è u polipu iperplasticu. Широкопольная эндоскопия, конфокальная эндомикроскопия и гистологические (H&E) изобокальная эндомикроскопия ии толстой кишки, включая тубулярную аденому и гиперпластический полип. L'endoscopia colonica, l'endomicroscopia confocale è l'imaghjini istologici (H&E) sò indicati per a neoplasia di u colon, cumpresu l'adenoma tubulare è u polipo iperplasticu.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、共聚查、共聚性息肉组织学(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共光光共共光宨徨徨果学(H&E) imagine. Широкопольная эндоскопия, конфокальная микроэндоскопия и гистологические (H&E) изобира,жескопия оли толстой кишки, включая тубулярные аденомы и гиперпластические полипы. Endoscopia di campu largu, microendoscopia confocale è imaghjini istologichi (H&E) chì mostranu tumuri di u colon, cumpresi adenomi tubulari è polipi iperplasichi.L'adenomas tubulari dimustranu a perdita di l'architettura di criptu normale, a riduzzione di a dimensione di i calici, a distorsione di u lumen di a cripta, è l'engrossimentu di a lamina propria (Fig. 4a-c).I polipi iperplasichi dimustranu l'architettura stellate di cripte, pochi carichi di calici, lumen di criptu di slit-like, è cripthe lamellari irregulari (Fig. 4d-f).
Image d'une peau épaisse de la muqueuse in vivo. L'endoscopia di luce bianca rappresentativa, l'endomicroscopio confocale è l'imaghjini di istologia (H&E) sò mostrati per (ac) adenoma, (df) polipo iperplasticu, (gi) colitis ulcerative è (jl) colitis di Crohn. L'endoscopia di luce bianca rappresentativa, l'endomicroscopio confocale è l'imaghjini di istologia (H&E) sò mostrati per (ac) adenoma, (df) polipo iperplasticu, (gi) colitis ulcerative è (jl) colitis di Crohn. Типичные изображения эндоскопии в белом свете, конфокального эндомикроскопа и гистопа и гистокального эндомикроскопа и гистопа и гистокального (белом свете). деномы, (df) гиперпластического полипа, (gi) язвенного колита и (jl) колита Крона. L'endoscopia di luce bianca tipica, l'endomicroscopiu confocale è l'imaghjini di istologia (H&E) sò mostrati per (ac) adenoma, (df) polipo iperplasticu, (gi) colitis ulcerative è (jl) colitis di Crohn.显示了(ac) 腺瘤、(df) 增生性息肉、(gi) 溃疡性结肠炎和(jl) 克罗恩结肠罗恩结肠瀧息肉、炙皜检查、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) 克罗恩红肠炎的体肠炎的你炎的体肙性红肠炎和共公司内肠肠炎性和电视学( H&E ) imagine. Представлены репрезентативные эндоскопия в белом свете, конфокальная эндоскопия и гистопия (гиставления) гиставлены ластического полипоза, (gi) язвенного колита и (jl) колита Крона (H&E). L'endoscopia di luce bianca rappresentativa, l'endoscopia confocale è l'istologia di (ac) adenoma, (df) polyposis hyperplastic, (gi) colitis ulcerative, è (jl) colitis di Crohn (H & E) sò mostrati.(B) mostra una immagine confocale ottenuta in vivo da un adenoma tubulare (TA) usando un endoscopio (E).Questa lesione precancerosa mostra a perdita di l'architettura di a cripta normale (freccia), a distorsione di u lumen di a cripta (l), è l'affollamentu di a lamina propria di a cripta (lp).Colonociti (c), calici (g) è cellule inflammatorii (frecce) ponu ancu esse identificati.Smt.Supplementary Video 2. (e) mostra una maghjina cunfocale ottenuta da un polipo iperplasticu (HP) in vivo.Questa lesione benigna dimustra una architettura di cripta stellata (freccia), un lumen di cripta di slit-like (l), è una lamina propria di forma irregulare (lp).Colonociti (c), parechji calici (g) è e cellule inflammatorii (frecce) ponu ancu esse identificati.Smt.Supplementary Video 3. (h) mostra l'imaghjini cunfocali acquistati in colitis ulcerative (UC) in vivo.Questa cundizione inflamatoria mostra architettura di cripta distorta (freccia) è cellule calici prominenti (g).Piume di fluoresceina (f) sò estrusi da e cellule epiteliali, riflettendu a permeabilità vascular aumentata.Numerosi celluli inflammatorii (frecce) sò veduti in a lamina propria (lp).Smt.Supplementary Video 4. (k) mostra una maghjina confocal ottenuta in vivo da una regione di colitis di Crohn (CC).Questa cundizione inflamatoria mostra architettura di cripta distorta (freccia) è cellule calici prominenti (g).Piume di fluoresceina (f) sò estrusi da e cellule epiteliali, riflettendu a permeabilità vascular aumentata.Numerosi celluli inflammatorii (frecce) sò veduti in a lamina propria (lp).Smt.Supplementary Video 5. (b, d, h, l) Images processate cù LabVIEW 2021.
Un inseme simili d'imaghjini di inflammazioni di u còlonu hè mostratu, cumprese a colite ulcerosa (UC) (Figura 4g-i) è a colite di Crohn (Figura 4j-l).A risposta infiammatoria hè pensata per esse carattarizata da strutture di criptu distorte cù cellule di calice sporgenti.A fluoresceina hè spressu da e cellule epiteliali, riflettendu a permeabilità vascular aumentata.Un gran numaru di cellule inflammatorii pò esse vistu in a lamina propria.
Avemu dimustratu l'applicazione clinica di un endoscopiu laser confocale cunfocale flessibile cù fibra chì usa un scanner MEMS posizionatu distalmente per l'acquisizione d'imaghjini in vivo.À a frequenza di risonanza, i frame rates finu à 20 Hz ponu esse ottenuti utilizendu un modu di scansione Lissajous d'alta densità per riduce l'artefatti di u muvimentu.U percorsu otticu hè plegatu per furnisce l'espansione di u fasciu è una apertura numerica abbastanza per ottene una risoluzione laterale di 1,1 µm.L'imaghjini fluorescenti di qualità istologica sò stati ottenuti durante a colonoscopia di rutina di a mucosa normale di u colon, adenomi tubulari, polipi iperplasichi, colitis ulcerative è colitis di Crohn.I celi singuli ponu esse identificati, cumpresi colonocytes, goblet cells, e cellule inflammatory.E caratteristiche mucosa cum'è strutture di criptu, cavità di cripta è lamina propria ponu esse distinti.L'hardware di precisione hè micro-lavuratu per assicurà l'allineamentu precisu di i cumpunenti ottichi è meccanichi individuali in u strumentu di 2,4 mm di diametru x 10 mm di lunghezza.U disignu otticu riduce a lunghezza di a punta distale rigida abbastanza per permette u passaghju direttu attraversu un canale di travagliu di dimensioni standard (3,2 mm di diametru) in endoscopi medichi.Dunque, indipendentemente da u fabricatore, u dispusitivu pò esse largamente utilizatu da i medichi in u locu di residenza.L'eccitazione hè stata realizata à λex = 488 nm per eccitare a fluoresceina, un colorante appruvatu da a FDA, per ottene un cuntrastu altu.L'instrumentu hè statu riprocessatu senza prublemi per 18 cicli cù metudi di sterilizazione clinicamente accettati.
Dui altri disinni di strumenti sò stati validati clinicamente.Cellvizio (Mauna Kea Technologies) hè un endoscopiu laser confocale basatu in sonda (pCLE) chì usa un fasciu di cavi di fibra ottica coerente multimode per cullà è trasmette l'imaghjini di fluorescenza1.Un specchiu galvo situatu nantu à a stazione di basa realiza una scansione laterale à l'estremità prossimale.Sezioni ottiche sò cullate in u pianu horizontale (XY) cù una prufundità di 0 à 70 µm.I kit di microsonda sò dispunibuli da 0,91 (agulla 19 G) à 5 mm di diametru.Una risoluzione laterale di 1 à 3,5 µm hè stata ottenuta.L'imaghjini sò stati cullati à una freccia di frame da 9 à 12 Hz cù un campu di vista unidimensionale da 240 à 600 µm.A piattaforma hè stata aduprata clinicamente in una varietà di spazii cumpresi u bile duct, a vejiga, u colon, l'esofago, i pulmoni è u pancreas.Optiscan Pty Ltd hà sviluppatu un endoscopiu laser confocal (eCLE) basatu in endoscopiu cù un mutore di scanning integratu in u tubu d'inserzione (estremità distale) di un endoscopiu prufessiunale (EC-3870K, Pentax Precision Instruments) 17 .A seccione ottica hè stata realizata cù una fibra monomodale, è a scansione laterale hè stata realizata cù un mecanismu cantilever attraversu un diapasonu risonante.Un attuatore di Alloy di Memoria di Forma (Nitinol) hè utilizatu per creà spostamenti assiali.U diametru tutale di u modulu cunfocale hè 5 mm.Per a focalizazione, una lente GRIN cù una apertura numerica di NA = 0.6 hè usata.L'imaghjini orizontali sò stati acquistati cù risoluzioni laterali è assiali di 0,7 è 7 µm, rispettivamente, à una freccia di fotogramma di 0,8–1,6 Hz è un campu di vista di 500 µm × 500 µm.
Dimustremu a risoluzione subcellulare in vivo l'acquisizione di l'imaghjini di fluorescenza da u corpu umanu attraversu un endoscopiu medico utilizendu un scanner MEMS distale.A fluorescenza furnisce un altu cuntrastu di l'imaghjini, è i ligandi chì si liganu à i miri di a superficia cellulare ponu esse etichettati cù fluorofori per furnisce l'identità moleculare per un diagnosi di malatie migliuratu18.Altre tecniche ottiche per a microendoscopia in vivo sò ancu sviluppate. L'OCT usa a corta lunghezza di coerenza da una fonte di luce di banda larga per cullà l'imaghjini in u pianu verticale cù prufundità> 1 mm19. L'OCT usa a corta lunghezza di coerenza da una fonte di luce di banda larga per cullà l'imaghjini in u pianu verticale cù prufundità> 1 mm19. ОКТ использует короткую длину когерентности широкополосного источника света для сборика сбора иста ной плоскости с глубиной > 1 мм19. L'OCT usa a corta lunghezza di coerenza di una fonte di luce di banda larga per acquistà l'imaghjini in u pianu verticale cù una prufundità> 1 mm19. OCT 使用宽带光源的短相干长度来收集垂直平面中深度> 1 mm19 的图像。1 mm19 的图像。 ОКТ использует короткую длину когерентности широкополосного источника света для сбиби бора и сточника 1 мм19 в вертикальной плоскости. OCT usa a corta lunghezza di coherenza di una fonte di luce di banda larga per acquistà l'imaghjini> 1 mm19 in u pianu verticale.Tuttavia, stu approcciu di cuntrastu bassu si basa in a cullezzione di luce retrodispersa è a risoluzione di l'imaghjini hè limitata da l'artifacti speckle.L'endoscopia fotoacustica genera immagini in vivo basate nantu à una rapida espansione termoelastica in u tissutu dopu l'assorbimentu di un impulsu laser chì genera onde sonore20. Stu approcciu hà dimustratu prufundità di imaging> 1 cm in u colon umanu in vivo per monitorizà a terapia. Stu approcciu hà dimustratu prufundità di imaging> 1 cm in u colon umanu in vivo per monitorizà a terapia. Этот подход продемонстрировал глубину визуализации > 1 см в толстой кишке человека человека in vivo длализации. Stu approcciu hà dimustratu una prufundità di imaghjini di> 1 cm in u colon umanu in vivo per u monitoraghju di a terapia.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 четлондания in vivo . Stu approcciu hè statu dimustratu à a prufundità di imaging> 1 cm in u colon umanu in vivo per monitorizà a terapia.U cuntrastu hè principalmente pruduciutu da l'emoglobina in a vasculatura.L'endoscopia multifotonica genera imaghjini di fluorescenza à altu cuntrastu quandu dui o più fotoni NIR toccanu simultaneamente biomolecole di tissuti21. Stu approcciu pò ottene una prufundità di imaghjini> 1 mm cù una bassa fototossicità. Stu approcciu pò ottene una prufundità di imaghjini> 1 mm cù una bassa fototossicità. Этот подход может обеспечить глубину изображения > 1 мм с низкой фототоксичностью. Stu approcciu pò furnisce a prufundità di l'imaghjini> 1 mm cù una fototossicità bassa.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. Stu approcciu pò furnisce a prufundità di l'imaghjini> 1 mm cù una fototossicità bassa.I impulsi laser femtosecondi d'alta intensità sò richiesti è stu metudu ùn hè micca statu pruvucatu clinicamente durante l'endoscopia.
In questu prototipu, u scanner eseguisce solu deflection laterale, cusì a parte otticu hè in u pianu horizontale (XY).U dispusitivu hè capaci di funziunà à una freccia di quadru più altu (20 Hz) cà i specchi galvanichi (12 Hz) in u sistema Cellvizio.Aumentà a freccia di quadru per riduce l'artefatti di muvimentu è diminuite a frequenza di quadru per rinfurzà u signale.Algoritmi d'alta velocità è automatizati sò necessarii per mitigà i grandi artefatti di muvimentu causati da u muvimentu endoscòpicu, u muvimentu respiratoriu è a motilità intestinale.I scanners risonanti parametrici sò stati dimustrati per ottene spostamenti assiali in più di centinaie di microni22. L'imaghjini ponu esse cullati in u pianu verticale (XZ), perpendiculare à a superficia mucosa, per furnisce a stessa vista cum'è quella di l'histologia (H&E). L'imaghjini ponu esse cullati in u pianu verticale (XZ), perpendiculare à a superficia mucosa, per furnisce a stessa vista cum'è quella di l'histologia (H&E). Изображения могут быть получены в вертикальной плоскости (XZ), перпендикулярной поверхой поверхной поверхлости чтобы обеспечить такое же изображение, как при гистологии (H&E). L'imaghjini ponu esse pigliati in un pianu verticale (XZ) perpendicular à a superficia mucosa per furnisce a stessa maghjina cum'è in l'histologia (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) 组织学(H&E) 炆图像，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 поверхой поверхной поверхлости чтобы обеспечить такое же изображение, как при гистологическом исследовании (H&E). L'imaghjini ponu esse pigliati in un pianu verticale (XZ) perpendiculare à a superficia mucosa per furnisce a stessa maghjina cum'è un esame histologicu (H&E).U scanner pò esse piazzatu in una pusizioni post-ughjettiva induve u fasciu di illuminazione casca nantu à l'assi otticu principale per riduce a sensibilità à l'aberrazioni8.I volumi focali quasi limitati da diffrazione ponu devià nantu à campi di vista arbitrariamente grandi.A scansione d'accessu aleatoriu pò esse realizatu per svià i riflettori à pusizioni definite da l'utilizatori9.U campu di vista pò esse ridutta per mette in risaltu zoni arbitrarie di l'imaghjini, migliurà u rapportu signale-à-rumore, u cuntrastu è a freccia di quadru.Scanners ponu esse pruduciutu in massa cù prucessi simplici.Centinaie di dispusitivi ponu esse fatti nantu à ogni wafer di siliciu per aumentà a produzzione per a produzzione di massa à pocu costu è una larga distribuzione.
U percorsu di luce plegata riduce a dimensione di a punta distale rigida, facendu faciule d'utilizà l'endoscopiu cum'è accessori durante a colonoscopia di rutina.In l'imaghjini fluoriscenti mostrati, e caratteristiche subcellulari di a mucosa ponu esse vistu per distingue l'adenomi tubulari (precancerous) da i polipi iperplasichi (benigni).Questi risultati suggerenu chì l'endoscopia pò riduce u nùmeru di biopsies innecessarii23.I cumplicazioni generali assuciati cù a cirurgia ponu esse ridutta, l'intervalli di monitoraghju pò esse ottimizzati, è l'analisi histologica di e lesioni minori pò esse minimizate.Mostramu ancu l'imaghjini in vivo di i malati cù a malatia di l'intestione inflamatoria, cumprese a colitis ulcerative (UC) è a colite di Crohn.A colonoscopia convenzionale di luce bianca furnisce una vista macroscòpica di a superficia mucosa cù una capacità limitata di valutà accuratamente a guariscenza di a mucosa.L'endoscopia pò esse usata in vivo per evaluà l'efficacità di e terapie biologiche cum'è l'anticorpi anti-TNF24.A valutazione precisa in vivo pò ancu riduce o prevene a recurrenza di a malatia è cumplicazioni cum'è a cirurgia è migliurà a qualità di vita.Nisuna reazione avversa seria hè stata rappurtata in studii clinichi assuciati à l'usu di endoscopi chì cuntenenu fluoresceina in vivo25. A putenza laser nantu à a superficia di a mucosa hè stata limitata à <2 mW per minimizzà u risicu per a ferita termale è risponde à i requisiti FDA per risicu micca significativu26 per 21 CFR 812. A putenza laser nantu à a superficia mucosa hè stata limitata à <2 mW per minimizzà u risicu di ferita termica è risponde à i requisiti FDA per risicu micca significativu26 per 21 CFR 812. Мощность лазера на поверхности слизистой оболочки была ограничена до <2 мВрхности слизистой оболочки была ограничена до <2 мВт, чтостой оболочки ического повреждения и соответствовать требованиям FDA относительно незначительного рисога126 рисога2126. A putenza laser à a superficia mucosa hè stata limitata à <2 mW per minimizzà u risicu di danni termichi è risponde à i requisiti FDA per risicu insignificante26 sottu 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，并满足并满足 CFR8121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 мВрхности слизистой оболочки была ограничена до <2 мВт, чтостой оболочки ического повреждения и соответствовать требованиям FDA 21 CFR 812 относительно незначител 6р. A putenza laser à a superficia mucosa hè stata limitata à <2 mW per minimizzà u risicu di danni termichi è risponde à i requisiti FDA 21 CFR 812 per risicu insignificante26.
U disignu di l'instrumentu pò esse mudificatu per migliurà a qualità di l'imaghjini.L'ottica speciale hè dispunibule per riduce l'aberrazione sferica, migliurà a risoluzione di l'imagine è aumenta a distanza di travagliu.U SIL pò esse sintonizatu per currisponde megliu à l'indice di rifrazione di u tissutu (~ 1.4) per migliurà l'accoppiamentu di luce.A frequenza di u drive pò esse aghjustata per aumentà l'angolo laterale di u scanner è allargà u campu di vista di l'imaghjini.Pudete aduprà metudi automatizati per sguassà frames di una maghjina cù un muvimentu significativu per mitigà stu effettu.Un array di porta programmabile in campu (FPGA) cù l'acquisizione di dati à alta velocità serà utilizatu per furnisce una correzione full-frame in tempu reale d'altu rendiment.Per una utilità clinica più grande, i metudi automatizati anu da correggerà u cambiamentu di fase è l'artefatti di muvimentu per l'interpretazione di l'imaghjini in tempu reale.Un scanner resonant parametricu monoliticu di 3 assi pò esse implementatu per intruduce u scanning axial 22 . Questi dispusitivi sò stati sviluppati per ottene un spostamentu verticale senza precedente > 400 µm sintonizzandu a frequenza di u drive in un regime chì presenta dinamiche miste di ammollimentu / irrigidimentu27. Questi dispusitivi sò stati sviluppati per ottene un spostamentu verticale senza precedente > 400 µm sintonizzandu a frequenza di u drive in un regime chì presenta dinamiche miste di ammollimentu / irrigidimentu27. Эти устройства были разработаны для достижения беспрецедентного вертикального сметикального сметщен0 Этти устройства частоты возбуждения в режиме, который характеризуется смешанной динамикой смягчетникой смягчетникой смягчетния/жсетотся характеризуется Questi dispusitivi sò stati cuncepiti per ottene un spostamentu verticale senza precedente di> 400 µm stabilendu a frequenza di u drive in un modu chì hè carattarizatu da una dinamica mixta soft / hard27.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木具有混合软化有的>400 µm 的垂直位移27。这些 设备 的 开发 是 为了 在 具有 混合 软化 硬化 硬化 学 学 状态 下 劶态 下 状态 下 混合现 的> 400 µm 的 垂直 位移 27。 Эти устройства были разработаны для достижения беспрецедентных вертикальных смещени смещения > астоты срабатывания в режиме со смешанной кинетикой размягчения/затвердевания27. Questi dispusitivi sò stati cuncepiti per ottene spostamenti verticali senza precedente > 400 µm aghjustendu a frequenza di trigger in modalità di cinetica mixta di ammorbidimento/indurimento27.In u futuru, l'imaghjini transversali verticali pò aiutà à staging u cancer precoce (T1a).Un circuitu di sensazione capacitivu pò esse implementatu per seguità u muvimentu di u scanner è curreghja per u cambiamentu di fase 28 .A calibrazione automatica di a fase cù un circuitu di sensori pò rimpiazzà a calibrazione manuale di l'instrumentu prima di l'usu.L'affidabilità di l'instrumentu pò esse migliurata usendu tecniche di sigillatura di strumenti più affidabili per aumentà u nùmeru di ciculi di trasfurmazioni.A tecnulugia MEMS prumette di accelerà l'usu di l'endoscopi per visualizà l'epiteliu di l'organi cavi, diagnosticà e malatie è monitorizà u trattamentu in una manera minimamente invasiva.Cù u sviluppu ulteriore, sta nova modalità di imaging puderia diventà una soluzione di prezzu bassu per esse aduprata cum'è un aghjuntu à l'endoscopi medichi per l'esame istologicu immediatu è puderia eventualmente rimpiazzà l'analisi patologica tradiziunale.
E simulazioni di traccia di raghji sò state realizate cù u software di cuncepimentu otticu ZEMAX (versione 2013) per determinà i paràmetri di l'ottica di focu.I criteri di cuncepimentu includenu a risoluzione assiale quasi diffrattiva, a distanza di travagliu = 0 µm è u campu di vista (FOV) più grande di 250 × 250 µm2.Per l'eccitazione a una lunghezza d'onda λex = 488 nm, è stata utilizzata una fibra monomodale (SMF).I doppi acromatici sò usati per riduce a varianza di a cullizzioni di fluorescenza (Figura 5a).U fasciu passa à traversu u SMF cun un diametru di u campu di modu di 3,5 μm è senza troncu passa per u centru di u riflettore cù un diametru di apertura di 50 μm.Aduprate una lente d'immersione dura (emisferica) cù un altu indice di rifrazione (n = 2.03) per minimizzà l'aberrazione sferica di u fasciu incidente è assicurà un cuntattu tutale cù a superficia mucosa.L'ottica di focalizazione furnisce un NA totale = 0,41, induve NA = nsinα, n hè l'indice di rifrazione di u tissutu, α hè l'angolo di cunvergenza di fasciu massimu.E risoluzioni laterali è assiali limitate da diffrazione sò 0,44 è 6,65 µm, rispettivamente, utilizendu NA = 0,41, λ = 488 nm, è n = 1,3313.Solu lenti dispunibili in u cummerciu cù diametru esternu (OD) ≤ 2 mm sò stati cunsiderati.U percorsu otticu hè plegatu, è u fasciu chì abbanduneghja u SMF passa per l'apertura cintrali di u scanner è hè riflessu da un specchiu fissu (0,29 mm di diametru).Questa cunfigurazione accurta a lunghezza di l'estremità distale rigida per facilità u passaghju in avanti di l'endoscopiu attraversu u canali di travagliu standard (3,2 mm di diametru) di l'endoscopi medichi.Questa funzione rende faciule d'utilizà cum'è accessori durante l'endoscopia di rutina.
Guida di luce piegata è imballaggio endoscopiu.(a) U fasciu di eccitazione esce da l'OBC è passa per l'apertura centrale di u scanner.U fasciu hè allargatu è riflessu da un specchiu circular fissu in u scanner per a deviazione laterale.L'ottica di focalizazione hè custituita da un paru di lenti doppie acromatiche è una lente d'immersione solida (emisferica) chì furnisce u cuntattu cù a superficia mucosa.ZEMAX 2013 (https://www.zemax.com/) per u disignu otticu è a simulazione di ray tracing.(b) Mostra u locu di diversi cumpunenti di l'instrumentu, cumpresa a fibra di modu unicu (SMF), scanner, specchi è lenti.Solidworks 2016 (https://www.solidworks.com/) hè stata utilizata per a modellazione 3D di l'imballu di l'endoscopiu.
Un SMF (# 460HP, Thorlabs) cù un diametru di u campu di modu di 3.5 µm à una lunghezza d'onda di 488 nm hè stata utilizata com'è "bucu" per u filtru spaziale di luce sfocata (Fig. 5b).I SMF sò chjusi in tubi di polimeru flexible (#Pebax 72D, Nordson MEDICAL).Una lunghezza di circa 4 metri hè aduprata per assicurà una distanza sufficiente trà u paziente è u sistema di imaging.Un paru di lenti doppie acromatiche rivestite di 2 mm MgF2 (# 65568, # 65567, Edmund Optics) è una lente emisferica 2 mm senza rivestimentu (# 90858, Edmund Optics) sò stati usati per fucalizza u fasciu è raccoglie fluorescenza.Inserite un tubu finale in acciaio inox (4 mm di lunghezza, 2,0 mm OD, 1,6 mm ID) trà a resina è u tubu esterno per isolà a vibrazione di u scanner.Aduprate adesivi medichi per prutege l'instrumentu da i fluidi di u corpu è i prucessi di manipulazione.Aduprate tubi termoretraibili per prutege i connettori.
U scanner compactu hè fattu nantu à u principiu di risonanza parametrica.Etch una apertura di 50 µm à u centru di u riflettore per trasmette u fasciu di eccitazione.Aduprendu un inseme di unità in quadrature comb-driven, u fasciu espansu hè deviatu transversalmente in a direzzione ortogonale (pianu XY) in u modu Lissajous.Una scheda di acquisizione di dati (#DAQ PCI-6115, NI) hè stata utilizata per generà signali analogichi per cuntrullà u scanner.L'energia hè stata furnita da un amplificatore d'alta tensione (#PDm200, PiezoDrive) via fili sottili (#B4421241, MWS Wire Industries).Fate u filatu nantu à l'armatura di l'elettrodu.U scanner opera à frequenze vicinu à 15 kHz (assi veloce) è 4 kHz (assi lento) per ottene FOV finu à 250 µm × 250 µm.U video pò esse giratu à una freccia di quadru di 10, 16 o 20 Hz.Queste frequenze di quadru sò aduprate per currisponde à a rata di ripetizione di u mudellu di scansione Lissajous, chì dipende da u valore di e frequenze di eccitazione X è Y di u scanner29.I dettagli di i scambii trà a freccia di fotogrammi, a risoluzione di pixel è a densità di u mudellu di scansione sò presentati in u nostru travagliu precedente14.
Un laser solid state (#OBIS 488 LS, coherent) furnisce λex = 488 nm per excite fluorescein per u cuntrastu di l'imaghjini (Fig. 6a).Pigtails ottichi sò cunnessi à l'unità di filtru per i cunnessi FC / APC (perdita 1.82 dB) (Fig. 6b).U fasciu hè deviatu da un specchiu dicroicu (#WDM-12P-111-488/500:600, Oz Optics) in u SMF attraversu un altru cunnessu FC / APC.In cunfurmità cù 21 CFR 812, a putenza incidente à i tissuti hè limitata à un massimu di 2 mW per risponde à i requisiti FDA per risicu insignificante.A fluorescenza hè stata passata per un specchiu dicroicu è un filtru di trasmissione longu (#BLP01-488R, Semrock).A fluorescenza hè stata trasmessa à un detector di tubu fotomultiplicatore (PMT) (# H7422-40, Hamamatsu) via un connettore FC / PC utilizendu una fibra multimode di ~ 1 m di lunghezza cù un diametru di core di 50 µm.I signali fluorescenti sò stati amplificati cù un amplificatore di corrente d'alta veloce (# 59-179, Edmund Optics).Un software speciale (LabVIEW 2021, NI) hè statu sviluppatu per l'acquisizione di dati in tempu reale è l'elaborazione di l'imaghjini.A putenza laser è i paràmetri di guadagnu PMT sò determinate da u microcontrollore (#Arduino UNO, Arduino) utilizendu un circuitu stampatu speciale.U SMF è i fili finiscinu in cunnessi è cunnette à i porti di fibra ottica (F) è cablata (W) nantu à a stazione di basa (Figura 6c).U sistema di imaging hè cuntenutu nantu à un carrettu portatile (Figura 6d). Un transformatore di isolamentu hè statu utilizatu per limità a corrente di fuga à <500 μA. Un transformatore di isolamentu hè statu utilizatu per limità a corrente di fuga à <500 μA. Для ограничения тока утечки до <500 мкА использовался изолирующий трансформатор. Un transformatore di isolamentu hè statu utilizatu per limità a corrente di fuga à <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. Aduprate un transformatore di isolamentu per limità a corrente di fuga à <500µA.
sistema di visualizazione.(a) U PMT, u laser è l'amplificatore sò in a stazione di basa.(b) In u bancu di filtru, u laser (blu) hè guidatu nantu à u cable di fibra ottica attraversu u connettore FC / APC.U fasciu hè deviatu da un specchiu dicroicu (DM) in una fibra di modu unicu (SMF) via un secondu cunnessu FC / APC.A fluorescenza (verde) viaghja à traversu u DM è u filtru passaghju longu (LPF) à u PMT via fibra multimode (MMF).(c) L'estremità prossimale di l'endoscopiu hè cunnessu à i porti di fibra ottica (F) è cablata (W) di a stazione di basa.(d) Endoscopiu, monitor, stazione di basa, computer, è trasformatore di isolamentu nantu à un carrettu portatile.(a, c) Solidworks 2016 hè stata utilizata per a modellazione 3D di u sistema di imaging è cumpunenti di l'endoscopiu.
A risoluzione laterale è assiale di l'ottica di focalizazione hè stata misurata da a funzione di sparghje puntu di microsfere fluorescenti (# F8803, Thermo Fisher Scientific) 0.1 µm di diametru.Raccoglie l'imaghjini traducendu e microsfere orizzontalmente è verticalmente in passi di 1 µm utilizendu una tappa lineare (# M-562-XYZ, DM-13, Newport).Stack d'imaghjini chì utilizanu ImageJ2 per acquistà imaghjini trasversali di microsfere.
Un software speciale (LabVIEW 2021, NI) hè statu sviluppatu per l'acquisizione di dati in tempu reale è l'elaborazione di l'imaghjini.Nantu à fig.7 mostra una panoramica di e rutine aduprate per uperà u sistema.L'interfaccia d'utilizatore hè custituita da acquisizione di dati (DAQ), pannellu principale è pannellu di cuntrollu.U pannellu di raccolta di dati interagisce cù u pannellu principale per cullà è almacenà dati crudi, furnisce input per paràmetri di cullizzioni di dati persunalizati, è gestisce i paràmetri di u driver di scanner.U pannellu principale permette à l'utilizatore di selezziunà a cunfigurazione desiderata per l'usu di l'endoscopiu, cumpresu u signale di cuntrollu di scanner, a freccia di fotogrammi video è i paràmetri di acquisizione.Stu pannellu permette ancu à l'utilizatore per vede è cuntrullà a luminosità è u cuntrastu di l'imaghjini.Utilizendu e dati crudi cum'è input, l'algoritmu calcula u paràmetru di guadagnu ottimale per u PMT è aghjusta automaticamente stu paràmetru utilizendu un sistema di cuntrollu di feedback proporzionale-integrale (PI)16.A scheda di cuntrollu interagisce cù a scheda principale è a scheda di acquisizione di dati per cuntrullà a putenza laser è u guadagnu PMT.
L'architettura di u software di u sistema.L'interfaccia d'utilizatore hè custituita da moduli (1) acquisizione di dati (DAQ), (2) pannellu principale è (3) pannellu di cuntrollu.Questi prugrammi funzionanu simultaneamente è cumunicanu cù l'altri per mezu di file di messagi.A chjave hè MEMS: Microelectromechanical System, TDMS: Technical Data Control Flow, PI: Proportional Integral, PMT: Photomultiplier.I fugliali d'imaghjini è video sò salvati in formati BMP è AVI, rispettivamente.
Un algoritmu di correzione di fasa hè utilizatu per calculà a dispersione di l'intensità di pixel di l'imaghjini à i diversi valori di fasi per determinà u valore massimu utilizatu per affucà l'imaghjini.Per a correzione in tempu reale, a gamma di scansione di fasi hè ± 2,86 ° cù un passu relativamente grande di 0,286 ° per riduce u tempu di calculu.Inoltre, l'usu di parti di l'imaghjini cù menu campioni riduce ancu u tempu di calculu di u quadru di l'imaghjini da 7,5 seconde (1 Msample) à 1,88 seconde (250 Ksample) à 10 Hz.Questi parametri di input sò stati scelti per furnisce una qualità di l'imaghjini adatta cù una latenza minima durante l'imaghjini in vivo.L'imaghjini in diretta è i video sò arregistrati in formati BMP è AVI, rispettivamente.I dati grezzi sò almacenati in u Formatu di Flussu di Gestione di Dati Tecnici (TMDS).
Post-processamentu di l'imaghjini in vivo per a migliione di a qualità cù LabVIEW 2021. A precisione hè limitata à l'usu di l'algoritmi di correzione di fasi durante l'imaghjini in vivo per via di u longu tempu di calculu necessariu.Sò usati solu spazii limitati d'imaghjini è numeri di mostra.Inoltre, l'algoritmu ùn funziona micca bè per l'imaghjini cù artefatti di muvimentu o cuntrastu bassu è porta à errori di calculu di fasi30.I frames individuali cù un altu cuntrastu è senza artefatti di muvimentu sò stati selezziunati manualmente per a sintonizazione fine di a fase cù una gamma di scansione di fasi di ± 0.75 ° in passi di 0.01 °.Hè stata aduprata tutta l'area di l'imaghjini (per esempiu, 1 Msample di una maghjina arregistrata à 10 Hz).A Table S2 detalla i paràmetri di l'imaghjini utilizati per u tempu reale è u post-processamentu.Dopu a correzione di fase, un filtru medianu hè utilizatu per riduce ancu u rumore di l'imaghjini.A luminosità è u cuntrastu sò ancu migliurati da l'allungamentu di l'istogramma è a correzione gamma31.
I prucessi clinichi sò stati appruvati da u Michigan Medical Institutions Review Board è sò stati realizati in u Dipartimentu di Procedure Mediche.Stu studiu hè registratu in linea cù ClinicalTrials.gov (NCT03220711, data di registrazione: 18/07/2017).I criterii d'inclusione includenu pazienti (da 18 à 100 anni) cù una colonoscopia elettiva pianificata prima, un risicu aumentatu di cancru colorectal, è una storia di malatia intestinali inflamatoria.Un accunsentu infurmatu hè statu ottenutu da ogni sughjettu chì accunsenu à participà.I criterii d'esclusione eranu pazienti chì eranu incinte, avianu una ipersensibilità cunnisciuta à a fluoresceina, o eranu sottumessi à quimioterapia attiva o radioterapia.Stu studiu includeu pazienti consecutivi programati per a colonoscopia di rutina è era rappresentante di a pupulazione di u Michigan Medical Center.U studiu hè statu fattu in cunfurmità cù a Dichjarazione di Helsinki.
Avant l'intervention chirurgicale, calibrer l'endoscope à l'aide de billes fluorescentes de 10 µm (#F8836, Thermo Fisher Scientific) montées dans des moules en silicone.Un sigillante di silicone trasluzente (#RTV108, Momentive) hè stata versata in un muffa di plastica stampata in 3D di 8 cm3.Lasciate e perle fluorescenti di l'acqua nantu à u silicone è lasciate finu à chì l'acqua media si secca.
U colonu tutale hè statu esaminatu cù un coloscopiu medicale standard (Olympus, CF-HQ190L) cù illuminazione bianca.Dopu chì l'endoscopista hà determinatu l'area di a presunta malatia, l'area hè lavata cù 5-10 ml di 5% d'acidu acìticu, è dopu cù acqua sterile per caccià u mucus è i detriti.Una dosa di 5 ml di 5 mg/ml di fluoresceina (Alcon, Fluorescite) hè stata injectata per via intravenosa o spruzzata topicamente nantu à a mucosa cù una cannula standard (M00530860, Boston Scientific) chì hè stata passata per u canali di travagliu.
Aduprate un irrigatore per rinfriscà l'excedente di tintura o detriti da a superficia mucosa.Eliminate u cateteru di nebulizazione è passa l'endoscopiu per u canali di travagliu per ottene l'imaghjini ante-mortem.Aduprate una guida endoscopica di campu largu per pusà a punta distale in l'area di destinazione. U tempu tutale utilizatu per cullà l'imaghjini cunfocali era <10 min. U tempu tutale utilizatu per cullà l'imaghjini cunfocali era <10 min. Общее время, затраченное на сбор конфокальных изображений, составило <10 мин. U tempu tutale pigliatu per cullà l'imaghjini cunfocali era <10 min.U tempu d'acquistu tutale per l'imaghjini cunfocali era menu di 10 minuti.U video di luce bianca endoscopica hè statu processatu cù u sistema di imaging Olympus EVIS EXERA III (CLV-190) è registratu cù un videoregistratore Elgato HD.Aduprate LabVIEW 2021 per arregistrà è salvà video di endoscopia.Dopu chì l'imaghjini hè cumpletu, l'endoscopiu hè sguassatu è u tessulu per esse visualizatu hè escisatu cù pinze di biòpsia o un snare. I tissuti sò stati processati per l'histologia di rutina (H&E), è evaluati da un patologu GI espertu (HDA). I tissuti sò stati processati per l'histologia di rutina (H&E), è evaluati da un patologu GI espertu (HDA). Ткани Были ОбыItnаны дло обы 购买 Тенены экспертом-ПотолоаTдotel-патолоаTдotel-патолоаTдotel-патолодом-ПатолодоаготоканоготктаготТа (HDA). I tessuti sò stati processati per l'histologia di rutina (H&E) è valutati da un patologu gastrointestinali espertu (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 ОбыItnаны дло обы 购买 Тенены экспертом-ПотолоаTдotel-патолоаTдotel-патолоаTдotel-патолодом-ПатолодоаготоканоготктаготТа (HDA). I tessuti sò stati processati per l'histologia di rutina (H&E) è valutati da un patologu gastrointestinali espertu (HDA).E proprietà spettrali di a fluoresceina sò stati cunfirmati cù un spettrometru (USB2000+, Ocean Optics) cum'è mostra in a Figura S2.
L'endoscopi sò sterilizzati dopu ogni usu da l'omu (Fig. 8).E prucedure di pulizia sò state realizate sottu a direzzione è l'appruvazioni di u Dipartimentu di Controlu di Infezzione è Epidemiologia di u Centru Medicu di Michigan è a Unità Centrale di Prucessu Sterile. Prima di u studiu, i strumenti sò stati pruvati è validati per a sterilizazione da Advanced Sterilization Products (ASP, Johnson & Johnson), una entità cummerciale chì furnisce servizii di prevenzione di infezzione è validazione di sterilizazione. Prima di u studiu, i strumenti sò stati pruvati è validati per a sterilizazione da Advanced Sterilization Products (ASP, Johnson & Johnson), una entità cummerciale chì furnisce servizii di prevenzione di infezzione è validazione di sterilizazione. Перед исследованием инструменты были протестированы и одобрены для стерилизации компание компанией компанией, Johnson & Johnson Advanced й организацией, предоставляющей услуги по профилактике инфекций и проверке стерилизаций. Prima di u studiu, i strumenti sò stati testati è appruvati per a sterilizazione da Advanced Sterilization Products (ASP, Johnson & Johnson), una urganizazione cummerciale chì furnisce servizii di prevenzione di infezzione è verificazione di sterilizazione. Перед исследованием инструменты были стерилизованы è проверены Advanced Sterilization Products (ASP, Johnson & Johnson), коммерческай проверены доставляет услуги по профилактике инфекций и проверке стерилизации. I strumenti sò stati sterilizzati è inspeccionati prima di u studiu da Advanced Sterilization Products (ASP, Johnson & Johnson), una urganizazione cummerciale chì furnisce servizii di prevenzione di infezzione è verificazione di sterilizazione.
U riciclamentu di l'arnesi.(a) L'endoscopi sò posti in vassoi dopu ogni sterilizazione cù u prucessu di prucessu STERRAD.(b) L'SMF è i fili sò terminati cù cunnessi di fibra ottica è elettrica, rispettivamente, chì sò chjusi prima di riprocessà.
Pulite l'endoscopi facendu ciò chì segue: (1) pulizziate l'endoscopiu cun un pannu senza pelucchi imbevutu di un detergente enzimaticu da prossimale à distale;(2) Immerse l'instrumentu in a suluzione di detergente enzimaticu per 3 minuti cù l'acqua.tissu sans peluche.I connettori elettrici è di fibre ottiche sò cuparti è eliminati da a suluzione;(3) L'endoscopiu hè imballatu è pusatu in u vassou di l'instrumentu per a sterilizazione cù STERRAD 100NX, plasma gasu di perossu di l'idrogenu.Temperature relativamente bassu è ambienti bassu umidità.
I datasets utilizati è / o analizati in u studiu attuale sò dispunibuli da i rispettivi autori nantu à una dumanda ragionevule.
Pilonis, ND, Januszewicz, W. & di Pietro, M. Confocal laser endomicroscopy in gastro-intestinal endoscopia: Aspetti tecnichi è applicazioni cliniche. Pilonis, ND, Januszewicz, W. & di Pietro, M. Confocal laser endomicroscopy in gastro-intestinal endoscopia: Aspetti tecnichi è applicazioni cliniche.Pilonis, ND, Januszewicz, V. i di Pietro, M. Endomicroscopy laser confocal in endoscopia gastrointestinali: aspetti tecnichi è applicazione clinica. 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：Aspetti tecnichi è applicazioni cliniche.Pilonis, ND, Januszewicz, V. i di Pietro, M. Confocal laser endoscopy in gastrointestinal endoscopy: aspetti tecnichi è applicazioni cliniche.traduzzione gastrointestinali heparin.7, 7 (2022).
Al-Mansour, MR et al.Analisi di Sicurezza è Efficacia di SAGES TAVAC Confocal Laser Endomicroscopy.Operazione.Endoscopia 35, 2091-2103 (2021).
Fugazza, A. et al.Endoscopia laser confocal in malatie gastrointestinali è pancreatobiliari: una rivista sistematica è meta-analisi.Scienza Biomedica.cisterna di almacenamento.internu 2016, 4638683 (2016).