Войти
Эндомикроскопия - это метод получения гистологии -подобные изображения изнутри человеческого тела в реальном времени, процесс, известный как «оптическая биопсия». Обычно он относится к флуоресцентной конфокальной микроскопии, хотя фотонная микроскопия и оптическая когерентная томография также адаптированы для эндоскопического использования. Имеющиеся в продаже клинические и доклинические эндомикроскопы могут достигать разрешения порядка микрометра, иметь поле зрения несколько сотен мкм и совместимы с флуорофорами, которые возбуждаются с помощью лазерного излучения с длиной волны 488 нм. клиническое применение в настоящее время находит свое применение в визуализации краев опухоли головного мозга и желудочно-кишечного тракта, в частности, для диагностики и характеристики пищевода Барретта, кист поджелудочной железы и колоректальных поражений. Для эндомикроскопии был разработан ряд доклинических и транснациональных приложений, поскольку она позволяет исследователям выполнять визуализацию живых животных. Основные доклинические применения - это желудочно-кишечный тракт, обнаружение краев слизистой оболочки, маточные осложнения, ишемия, визуализация хрящей, сухожилий и органоидов в реальном времени.
Обычная широкопольная микроскопия обычно не подходит для получения изображений толстых тканей, поскольку изображения искажаются размытым, не в фокусе фоновым сигналом. Эндомикроскопы обеспечивают оптическое сечение (удаление интенсивности фона) с использованием конфокального принципа - каждый кадр изображения собирается по точкам путем быстрого сканирования лазерного пятна по ткани. В настольных конфокальных микроскопах сканирование обычно выполняется с помощью громоздкого гальванометра или резонансных сканирующих зеркал. Эндомикроскопы имеют либо миниатюрную сканирующую головку на дистальном конце зонда для визуализации, либо выполняют сканирование за пределами пациента и используют пучок волокон для передачи изображения на ткани.
В конфокальных эндомикроскопах с одним волокном кончик оптического волокна используется в качестве пространственного фильтра, что позволяет миниатюризировать микроскоп. Синий лазер с длиной волны 488 нм проходит от источника через оптическое волокно к гибкому переносному датчику. Оптика зонда фокусирует лазер на точку в ткани, возбуждая флуоресценцию. Излучаемый свет улавливается оптическим волокном и проходит через оптический фильтр к детектору. Изображение создается путем сканирования сфокусированного пятна по всей плоскости изображения и составления результатов измерений интенсивности в точке. Плоскость изображения может перемещаться вверх и вниз в образце, что позволяет создавать стопки трехмерных изображений. Эндомикроскопы с одним волокном имеют такое же разрешение, что и у обычного конфокального микроскопа.
пучки волокон изначально были разработаны для использования в гибких эндоскопах. и с тех пор были адаптированы для использования в эндомикроскопии. Они состоят из большого количества (до десятков тысяч) сердечников волокна внутри единой общей оболочки, являются гибкими и имеют диаметр порядка миллиметра. В связном пучке волокон относительные положения сердечников сохраняются вдоль волокна, а это означает, что изображение, проецируемое на один конец пучка, будет передаваться на другой конец без скремблирования. Следовательно, если один конец пучка поместить в фокус настольного конфокального микроскопа, пучок будет действовать как гибкое удлинение и позволит выполнить эндоскопическую операцию. Поскольку свет пропускают только сердцевины, а не оболочка, необходимо применить обработку изображений, чтобы удалить результирующий вид изображений в виде сот. Каждая сердцевина, по сути, действует как пиксель изображения, поэтому расстояние между сердцевинами волокна ограничивает разрешение. Добавление микрооптики на дистальном конце пучка позволяет увеличить и, следовательно, получить изображение с более высоким разрешением, но за счет уменьшения поля зрения.
Дистальные сканирующие эндомикроскопы включают миниатюрное 2D-сканирующее устройство в датчик изображения. Лазерное возбуждение и возвращающееся флуоресцентное излучение направляются в сканирующую головку и принимаются от нее с помощью оптического волокна. В большинстве экспериментальных устройств использовались либо сканирующие зеркала MEMS, либо прямое перемещение волокна с помощью электромагнитного воздействия.
эндомикроскопы с широким полем поля (т.е. микроскопы) были разработаны для избранных приложений, в том числе для получения изображений клеток ex vivo. И оптическая когерентная томография, и многофотонная микроскопия были продемонстрированы эндоскопически. В успешных реализациях использовалось дистальное сканирование, а не пучки волокон из-за проблем с дисперсией и потерей света.
Были разработаны четыре эндомикроскопа: флуоресцентный эндомикроскоп in vivo - FIVE2 (, Мельбурн, Австралия), разработанный для доклинических исследований, нейрохирургический аппарат Convivo (, Йена, Германия).), эндоскоп Pentax ISC-1000 / EC3870CIK (Pentax / Hoya, Токио, Япония), который сейчас снят с некоторых рынков, и Cellvizio (Mauna Kea Technologies, Париж, Франция). Устройство Pentax Medical было упаковано в эндоскоп, в котором использовалось сканирование одного волокна с электромагнитным управлением OptiScan для выполнения конфокального сканирования дистального конца устройства. Это обеспечивает субмикрометровое разрешение в большом поле зрения и до миллиона пикселей на кадр. Оригинальный инструмент Pentax имел переменную частоту кадров до 1,6 кадра в секунду и динамическую регулировку рабочего расстояния пользователем в диапазоне глубины от поверхности до 250 мкм. Сканеры OptiScan второго поколения имеют регулируемую частоту кадров от 0,8 до 3,5 кадров в секунду, поле обзора 475 мкм и диапазон глубины поверхности до 400 мкм. Устройство Cellvizio Мауна Кеа имеет внешний блок лазерного сканирования и предлагает выбор зондов на основе волоконных жгутов с разрешением, полем обзора и рабочим расстоянием, оптимизированными для различных приложений. Эти зонды совместимы со стандартными инструментальными каналами эндоскопов и имеют частоту кадров 12 Гц.
Большинство клинических испытаний сосредоточено на применении в желудочно-кишечном тракте (ЖКТ)., в частности, обнаружение и характеристика предраковых поражений. OptiScan FIVE2 был сертифицирован по ISO 13485: 2016 в соответствии с 21CFR820 и правилами ЕС в отношении медицинских устройств для установки сканера в медицинские устройства, в то время как Cellvizio Мауна Кеа имеет допуск 510 (k) Управления по контролю за продуктами и лекарствами США (FDA) и европейский знак CE для клинического использования в желудочно-кишечном тракте и легочных путях. Научные исследования предложили широкий спектр потенциальных применений, в том числе в мочевыводящих путях, голове и шее, яичниках и легких. Обычно используемые флуоресцентные красители включают местно применяемый акрифлавин и внутривенно вводимый флуоресцеин натрия.
