O ṣeun fun lilo si Nature.com.O nlo ẹya ẹrọ aṣawakiri kan pẹlu atilẹyin CSS lopin.Fun iriri ti o dara julọ, a ṣeduro pe ki o lo ẹrọ aṣawakiri imudojuiwọn kan (tabi mu Ipo Ibamu ṣiṣẹ ni Internet Explorer).Ni afikun, lati rii daju atilẹyin ti nlọ lọwọ, a fihan aaye naa laisi awọn aza ati JavaScript.
Ṣe afihan carousel ti awọn kikọja mẹta ni ẹẹkan.Lo awọn ti tẹlẹ ati awọn bọtini atẹle lati gbe nipasẹ awọn ifaworanhan mẹta ni akoko kan, tabi lo awọn bọtini ifaworanhan ni ipari lati gbe nipasẹ awọn ifaworanhan mẹta ni akoko kan.
Confocal lesa endoscopy jẹ ọna tuntun ti biopsy opiti akoko gidi.Awọn aworan Fuluorisenti ti didara itan-akọọlẹ le ṣee gba lẹsẹkẹsẹ lati epithelium ti awọn ara ṣofo.Lọwọlọwọ, ọlọjẹ ni a ṣe ni isunmọ pẹlu awọn ohun elo ti o da lori iwadii ti a lo nigbagbogbo ni adaṣe ile-iwosan, pẹlu irọrun to lopin ni iṣakoso idojukọ.A ṣe afihan lilo ẹrọ iwoye ti parametric ti a gbe ni opin jijinna ti endoscope lati ṣe iyipada ita ti o ga julọ.A iho ti a etched sinu aarin ti awọn reflector lati yipo soke ni ọna ina.Apẹrẹ yii dinku iwọn ohun elo si 2.4 mm ni iwọn ila opin ati 10 mm ni ipari, gbigba laaye lati kọja siwaju nipasẹ ikanni iṣẹ ti awọn endoscopes iṣoogun boṣewa.Lẹnsi iwapọ n pese awọn ipinnu ita ati axial ti 1.1 ati 13.6 µm, ni atele.Ijinna iṣẹ ti 0µm ati aaye wiwo ti 250 µm × 250 µm jẹ aṣeyọri ni awọn oṣuwọn fireemu to 20 Hz.Idunnu ni 488 nm ṣojulọyin fluorescein, awọ ti a fọwọsi FDA fun itansan àsopọ giga.A ti tun ṣe Endoscopes fun awọn akoko 18 laisi ikuna nipa lilo awọn ọna sterilization ti a fọwọsi ni ile-iwosan.Awọn aworan Fuluorisenti ni a gba lati inu mucosa amunisin deede, adenomas tubular, polyps hyperplastic, ulcerative colitis, ati Crohn's colitis lakoko colonoscopy deede.Awọn sẹẹli ẹyọkan ni a le ṣe idanimọ, pẹlu colonocytes, awọn sẹẹli goblet, ati awọn sẹẹli iredodo.Awọn ẹya mucosal gẹgẹbi awọn ẹya crypt, awọn cavities crypt, ati lamina propria le ṣe iyatọ.Awọn irinse le ṣee lo bi ohun adjunct si mora endoscopy.
Confocal lesa endoscopy jẹ ilana aworan aramada ti a ṣe idagbasoke fun lilo ile-iwosan bi afikun si endoscopy deede1,2,3.Awọn ohun elo ti o rọ, ti o ni asopọ fiber-optic le ṣee lo lati ṣe awari awọn aarun ninu awọn sẹẹli epithelial ti o laini awọn ara ti o ṣofo, gẹgẹbi oluṣafihan.Layer tinrin ti àsopọ ti n ṣiṣẹ ni iṣelọpọ pupọ ati pe o jẹ orisun ti ọpọlọpọ awọn ilana aisan bii akàn, ikolu, ati igbona.Endoscopy le ṣe aṣeyọri ipinnu subcellular, pese akoko gidi, didara itan-isunmọ ni awọn aworan vivo lati ṣe iranlọwọ fun awọn oniwosan ile-iwosan lati ṣe awọn ipinnu ile-iwosan.Biopsy ti ara ti ara gbe eewu ti ẹjẹ ati perforation.Pupọ tabi diẹ ninu awọn apẹẹrẹ biopsy ni a maa n gba nigbagbogbo.Ayẹwo kọọkan ti a yọ kuro mu iye owo iṣẹ-abẹ pọ si.Yoo gba ọpọlọpọ awọn ọjọ fun ayẹwo lati ṣe ayẹwo nipasẹ onimọ-jinlẹ.Lakoko awọn ọjọ ti nduro fun awọn abajade pathology, awọn alaisan nigbagbogbo ni iriri aibalẹ.Ni idakeji, awọn ilana aworan iwosan miiran gẹgẹbi MRI, CT, PET, SPECT, ati olutirasandi ko ni ipinnu aaye ati iyara akoko ti o nilo lati wo awọn ilana epithelial ni vivo pẹlu akoko gidi, ipinnu subcellular.
Ohun elo ti o da lori iwadii (Cellvizio) ni a lo lọwọlọwọ ni awọn ile-iwosan lati ṣe “biopsy opiti”.Apẹrẹ naa da lori opo okun opitiki isokan aye4 ti o gba ati gbejade awọn aworan Fuluorisenti.Kokoro okun ẹyọkan n ṣiṣẹ bi “iho” kan lati ṣe àlẹmọ ina ti aifọwọyi fun ipinnu subcellular.Ṣiṣayẹwo jẹ ṣiṣe ni isunmọ nipa lilo galvanometer nla kan, ti o tobi pupọ.Ipese yii ṣe idiwọn agbara ti ọpa iṣakoso idojukọ.Ilana ti o yẹ fun carcinoma epithelial tete nilo iworan ni isalẹ oju ti ara lati ṣe ayẹwo ayabo ati pinnu itọju ailera ti o yẹ.Fluorescein, oluranlowo itansan ti FDA-fọwọsi, ni a nṣakoso ni iṣọn-ẹjẹ lati ṣe afihan awọn ẹya igbekale ti epithelium. Awọn endomicroscopes wọnyi ni awọn iwọn <2.4 mm ni iwọn ila opin, ati pe o le kọja siwaju ni irọrun nipasẹ ikanni biopsy ti awọn endoscopes iṣoogun boṣewa. Awọn endomicroscopes wọnyi ni awọn iwọn <2.4 mm ni iwọn ila opin, ati pe o le kọja siwaju ni irọrun nipasẹ ikanni biopsy ti awọn endoscopes iṣoogun boṣewa. Эty эndomykroskopy ymеюt razmerы <2,4 mm V dyametre ati mogut bыt legko provedenы cherez y y y h эndoskopov. Awọn endomicroscopes wọnyi jẹ <2.4 mm ni iwọn ila opin ati pe o le ni irọrun kọja nipasẹ ikanni biopsy ti awọn endoscopes iṣoogun boṣewa.Awọn borescopes wọnyi kere ju 2.4 mm ni iwọn ila opin ati irọrun kọja nipasẹ ikanni biopsy ti awọn borescopes iṣoogun boṣewa.Irọrun yii ngbanilaaye fun ọpọlọpọ awọn ohun elo ile-iwosan ati pe o jẹ ominira ti awọn aṣelọpọ endoscope.Ọpọlọpọ awọn iwadii ile-iwosan ni a ti ṣe ni lilo ẹrọ aworan yii, pẹlu wiwa ni kutukutu ti awọn aarun ti esophagus, ikun, oluṣafihan, ati iho ẹnu.Awọn ilana aworan ti ni idagbasoke ati aabo ti ilana naa ti fi idi mulẹ.
Awọn ọna ṣiṣe Microelectromechanical (MEMS) jẹ imọ-ẹrọ ti o lagbara fun ṣiṣe apẹrẹ ati iṣelọpọ awọn ọna ṣiṣe ọlọjẹ kekere ti a lo ni opin jijin ti awọn endoscopes.Ipo yii (ti o ni ibatan si isunmọ) ngbanilaaye fun irọrun nla ni ṣiṣakoso ipo idojukọ5,6.Ni afikun si itusilẹ ita, ọna ẹrọ jijin tun le ṣe awọn iwoye axial, awọn iwoye-ifiweranṣẹ, ati awọn iwoye wiwọle laileto.Awọn agbara wọnyi jẹ ki ifọrọwanilẹnuwo sẹẹli epithelial ti o peye, pẹlu inaro agbelebu-apakan imaging7, aaye wiwo nla (FOV) 8 ọlọjẹ aberration, ati ilọsiwaju ilọsiwaju ni awọn agbegbe-itumọ olumulo9.MEMS yanju iṣoro pataki ti iṣakojọpọ ẹrọ ọlọjẹ pẹlu aaye to lopin ti o wa ni opin opin irinse naa.Ti a ṣe afiwe si awọn galvanometers nla, MEMS pese iṣẹ ṣiṣe ti o ga julọ ni iwọn kekere, iyara giga, ati agbara kekere.Ilana iṣelọpọ ti o rọrun le ṣe iwọn soke fun iṣelọpọ ibi-ni iye owo kekere.Ọpọlọpọ awọn apẹrẹ MEMS ni a ti sọ tẹlẹ 10,11,12.Ko si ọkan ninu awọn imọ-ẹrọ ti o ti ni idagbasoke to lati jẹ ki lilo ile-iwosan kaakiri ti akoko gidi ni aworan vivo nipasẹ ikanni iṣẹ ti endoscope iṣoogun kan.Nibi, a ṣe ifọkansi lati ṣe afihan lilo ọlọjẹ MEMS kan ni opin jijinna ti endoscope fun wiwa aworan eniyan ni vivo lakoko endoscopy ile-iwosan igbagbogbo.
Ohun elo okun opiti kan ni idagbasoke ni lilo ọlọjẹ MEMS ni opin jijin lati gba akoko gidi ni awọn aworan fluorescent vivo pẹlu awọn abuda itan-akọọlẹ ti o jọra.Okun-ipo kan ṣoṣo (SMF) ti wa ni pipade ni tube polymer rọ ati igbadun ni λex = 488 nm.Iṣeto ni kukuru gigun ti sample jijin ati gba laaye lati kọja siwaju nipasẹ ikanni iṣẹ ti awọn endoscopes iṣoogun boṣewa.Lo sample lati aarin opiti.Awọn lẹnsi wọnyi jẹ apẹrẹ lati ṣaṣeyọri ipinnu axial diffractive isunmọ pẹlu iho nọmba kan (NA) = 0.41 ati ijinna iṣẹ = 0 µm13.Awọn shims konge ni a ṣe lati ṣe deede deede awọn opiti 14. Aṣayẹwo ti wa ni dipo ninu endoscope kan pẹlu itọpa jijinna lile 2.4 mm ni iwọn ila opin ati 10 mm gigun (Fig. 1a).Awọn iwọn wọnyi jẹ ki o lo ni iṣẹ iwosan gẹgẹbi ẹya ẹrọ nigba endoscopy (Fig. 1b).Agbara to pọ julọ ti isẹlẹ lesa lori àsopọ jẹ 2 mW.
Confocal lesa endoscopy (CLE) ati MEMS scanners.Aworan ti o nfihan (a) ohun elo idii kan pẹlu awọn iwọn ila opin milimita 2.4 ati ipari 10 mm ati (b) ọna taara nipasẹ ikanni iṣẹ ti endoscope iṣoogun boṣewa (Olympus CF-HQ190L).(c) Wiwo iwaju ti scanner ti n ṣe afihan olufihan kan pẹlu iho aarin ti 50 µm nipasẹ eyiti tan ina ayọ naa kọja.Awọn scanner ti wa ni agesin lori a gimbal ìṣó nipasẹ kan ti ṣeto ti quadrature comb drive drives.Igbohunsafẹfẹ resonant ti ẹrọ jẹ ipinnu nipasẹ iwọn orisun omi torsion.(d) Iwo ẹgbẹ ti scanner ti o nfihan scanner ti a gbe sori imurasilẹ pẹlu awọn okun waya ti a ti sopọ si awọn oran elekiturodu ti o pese awọn aaye asopọ fun awakọ ati awọn ifihan agbara.
Ilana ti n ṣawari ni gimbal-agesin reflector ìṣó nipasẹ kan ti ṣeto ti comb-ìṣó quadrature actuators lati deflect awọn tan ina ita (XY ofurufu) ni a Lissajous Àpẹẹrẹ (Fig. 1c).Ihò kan 50 µm ni iwọn ila opin ti wa ni etched ni aarin nipasẹ eyiti tan ina yiya kọja.Scanner wa ni ṣiṣiṣẹ ni igbohunsafẹfẹ resonant ti apẹrẹ, eyiti o le ṣe aifwy nipasẹ yiyipada awọn iwọn ti orisun omi torsion.Awọn ìdákọró elekitirodi ni a kọ si ẹba ẹrọ lati pese awọn aaye asopọ fun agbara ati awọn ifihan agbara iṣakoso (Fig. 1d).
Eto aworan ti wa ni gbigbe sori ọkọ ayọkẹlẹ to ṣee gbe ti o le yiyi sinu yara iṣẹ.Ni wiwo olumulo ayaworan ti ṣe apẹrẹ lati ṣe atilẹyin fun awọn olumulo pẹlu imọ-ẹrọ imọ-ẹrọ pọọku, gẹgẹbi awọn dokita ati nọọsi.Pẹlu ọwọ ṣayẹwo igbohunsafẹfẹ awakọ scanner, ipo beamform, ati aworan FOV.
Ipari ipari ti endoscope jẹ isunmọ 4m lati gba aye ni kikun ti awọn ohun elo nipasẹ ikanni iṣẹ ti endoscope iṣoogun boṣewa (1.68m), pẹlu ipari gigun fun maneuverability.Ni opin isunmọ ti endoscope, SMF ati awọn okun waya fopin si awọn asopọ ti o sopọ si okun opiki ati awọn ebute oko oju omi ti ibudo ipilẹ.Fifi sori ẹrọ ni ina lesa, ẹyọ àlẹmọ, ampilifaya giga-foliteji ati aṣawari fọtomultiplier (PMT).Awọn ampilifaya pese agbara ati wakọ awọn ifihan agbara si scanner.Ẹka àlẹmọ opitika ṣe tọkọtaya ayọ ina lesa si SMF ati pe o kọja fifẹ si PMT.
Endoscopes ti wa ni atunṣe lẹhin ilana ile-iwosan kọọkan nipa lilo ilana sterilization STERRAD ati pe o le duro titi di awọn akoko 18 laisi ikuna.Fun ojutu OPA, ko si awọn ami ti ibajẹ ti a ṣe akiyesi lẹhin diẹ sii ju awọn iyipo disinfection 10.Awọn abajade OPA ju STERRAD lọ, ni iyanju pe igbesi aye awọn endoscopes le faagun nipasẹ ipakokoro ipele giga ju ki o tun-sterilization.
Ipinnu aworan jẹ ipinnu lati iṣẹ itankale aaye nipa lilo awọn ilẹkẹ Fuluorisenti pẹlu iwọn ila opin ti 0.1 μm.Fun ipinnu ita ati axial, iwọn ni kikun ni idaji o pọju (FWHM) ti 1.1 ati 13.6 µm, lẹsẹsẹ, ni iwọn (Fig. 2a, b).
Awọn aṣayan aworan.Ipinnu ita (a) ati axial (b) ti awọn opiti idojukọ jẹ ifihan nipasẹ iṣẹ itankale aaye (PSF) ti a ṣe iwọn lilo awọn microspheres fluorescent pẹlu iwọn ila opin ti 0.1 μm.Iwọn ni kikun iwọn ni idaji o pọju (FWHM) jẹ 1.1 ati 13.6 µm, lẹsẹsẹ.Inset: Awọn iwo ti o gbooro ti microsphere ẹyọkan ni ilọpa (XY) ati axial (XZ) ti han.(c) Aworan Fuluorisenti ti a gba lati boṣewa (USAF 1951) adikala ibi-afẹde (oval pupa) ti n fihan pe awọn ẹgbẹ 7-6 le ni ipinnu ni kedere.DAwọn PSF ni (a, b) ni a kọ ni lilo MATLAB R2019a (https://www.mathworks.com/).(c, d) Awọn aworan Fluorescent ni a kojọ ni lilo LabVIEW 2021 (https://www.ni.com/).
Awọn aworan Fuluorisenti lati awọn lẹnsi ipinnu boṣewa ṣe iyatọ kedere ṣeto awọn ọwọn ni awọn ẹgbẹ 7-6, eyiti o ṣetọju ipinnu ti ita giga (Fig. 2c).Aaye wiwo (FOV) ti 250 µm × 250 µm jẹ ipinnu lati awọn aworan ti 10 µm diamita awọn ilẹkẹ fluorescent ti o tuka lori awọn ideri (Fig. 2d).
Ọna adaṣe fun iṣakoso ere PMT ati atunṣe alakoso ni imuse ni eto aworan ile-iwosan lati dinku awọn ohun-ọṣọ išipopada lati awọn endoscopes, peristalsis colon, ati mimi alaisan.Atunṣe aworan ati awọn algoridimu processing ti ṣe apejuwe tẹlẹ14,15.Ere PMT jẹ iṣakoso nipasẹ oluṣakoso ipin-ipin-ipin (PI) lati ṣe idiwọ itẹlọrun kikankikan16.Eto naa ka kikankikan piksẹli ti o pọju fun fireemu kọọkan, ṣe iṣiro iwọn ati awọn idahun apapọ, ati pinnu awọn iye ere PMT lati rii daju pe kikankikan ẹbun wa laarin iwọn iyọọda.
Lakoko aworan vivo, aiṣedeede alakoso laarin gbigbe ọlọjẹ ati ifihan iṣakoso le fa blur aworan.Iru awọn ipa bẹẹ le waye nitori awọn iyipada ninu iwọn otutu ti ẹrọ inu ara eniyan.Awọn aworan ina funfun fihan pe endoscope wa ni ifọwọkan pẹlu mucosa colonic deede ni vivo (Figure 3a).Lojiji ti awọn piksẹli ti ko tọ ni a le rii ni awọn aworan aise ti mucosa colonic deede (Aworan 3b).Lẹhin itọju pẹlu ipele to dara ati atunṣe itansan, awọn ẹya subcellular ti mucosa le ṣe iyatọ (Fig. 3c).Fun alaye ni afikun, awọn aworan confocal aise ati awọn aworan akoko gidi ti a ṣe ilana ni a fihan ni Ọpọtọ. S1, ati awọn igbelewọn atunkọ aworan ti a lo fun akoko gidi ati sisẹ-ifiweranṣẹ ni a gbekalẹ ni tabili S1 ati tabili S2.
Ṣiṣe aworan.(a) Aworan endoscopic jakejado igun ti o nfihan endoscope kan (E) ti a gbe sinu olubasọrọ pẹlu deede (N) mucosa colonic lati gba ni vivo awọn aworan fluorescent lẹhin iṣakoso fluorescein.(b) Ririnkiri ninu awọn aake X ati Y lakoko ṣiṣe ayẹwo le fa awọn piksẹli ti ko tọ si blur.Fun awọn idi ifihan, iyipada alakoso nla kan ni a lo si aworan atilẹba.(c) Lẹhin atunṣe alakoso ifiweranṣẹ, awọn alaye mucosal le ṣe ayẹwo, pẹlu awọn ẹya crypt (awọn itọka), pẹlu lumen ti aarin (l) ti yika nipasẹ lamina propria (lp).Awọn sẹẹli ẹyọkan ni a le ṣe iyatọ, pẹlu colonocytes (c), awọn sẹẹli goblet (g), ati awọn sẹẹli iredodo (awọn ọfa).Wo afikun fidio 1. (b, c) Awọn aworan ti a ṣe ni lilo LabVIEW 2021.
Awọn aworan fluorescence confocal ni a ti gba ni vivo ni ọpọlọpọ awọn arun amunisin lati ṣe afihan iwulo ile-iwosan jakejado ti ohun elo naa.Aworan onigun jakejado ni a kọkọ ṣe ni lilo ina funfun lati ṣe awari mucosa ajeji ti o buruju.Endscope ti wa ni ilọsiwaju nipasẹ ikanni iṣẹ ti colonoscope ati mu wa si olubasọrọ pẹlu mucosa.
Igbẹhin aaye jakejado, confocal endomicroscopy, ati histology (H&E) awọn aworan ni a fihan fun neoplasia colonic, pẹlu adenoma tubular ati polyp hyperplastic. Igbẹhin aaye jakejado, confocal endomicroscopy, ati histology (H&E) awọn aworan ni a fihan fun neoplasia colonic, pẹlu adenoma tubular ati polyp hyperplastic. Шиrokopolnaya эndoskopyya, konphokalnaya эndomykroskopiya ati gystologycheskie (H&E) включая тубулярную аденому и гиперпластический полип. Atẹgun endoscopy, confocal endomicroscopy, ati aworan itan-akọọlẹ (H&E) jẹ itọkasi fun neoplasia colonic, pẹlu adenoma tubular ati polyp hyperplastic.显示结肠肿瘤（包括管状腺瘤和增生性息肉）的广角内窥镜检查、共聚和增生性息肉）织学(H&E) 图像.共计脚肠化(图像管状躰化和增生性息肉) &E) aworan. Шиrokopolnaya эndoskopyya, konphokalnaya mikroэndoskopya ati gystologycheskie (H&E) ati awọn ti o dara ju и, включая тубулярные аденомы и гиперпластические полипы. Igbẹhin aaye ti o gbooro, microendoscopy confocal, ati awọn aworan itan-akọọlẹ (H&E) ti n ṣafihan awọn èèmọ ti oluṣafihan, pẹlu adenomas tubular ati awọn polyps hyperplastic.Tubular adenomas ṣe afihan isonu ti iṣelọpọ crypt deede, idinku ninu iwọn awọn sẹẹli goblet, ipalọlọ ti lumen crypt, ati didan ti lamina propria (Fig. 4a-c).Awọn polyps Hyperplastic ṣe afihan iṣelọpọ stellate ti awọn crypts, awọn sẹẹli goblet diẹ, slit-like lumen ti crypts, ati awọn crypts lamellar alaibamu (Fig. 4d-f).
Aworan ti awọ ti o nipọn mucosal ni vivo. Aṣoju endoscopy ina funfun, confocal endomicroscope, ati histology (H&E) awọn aworan ni a fihan fun (ac) adenoma, (df) polyp hyperplastic, (gi) ulcerative colitis, ati (jl) Crohn's colitis. Aṣoju endoscopy ina funfun, confocal endomicroscope, ati histology (H&E) awọn aworan ni a fihan fun (ac) adenoma, (df) polyp hyperplastic, (gi) ulcerative colitis, ati (jl) Crohn's colitis. Типичные изображения эndoskopy в bélom svete, konphekalnogo эndomykroskopa ati gystológy (H&E) pokazy, ( перпластического полипа, (gi) язвенного колита и (jl) колита Крона. Aṣoju endoscopy ina funfun-funfun, confocal endomicroscope, ati histology (H&E) awọn aworan ni a fihan fun (ac) adenoma, (df) polyp hyperplastic, (gi) ulcerative colitis, ati (jl) Crohn's colitis.显示了(ac) 腺瘤、(df) 增生性息肉、(gi) 溃疡性结肠炎和(jl)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)公司内肠肠炎性和电视学( H&E ) aworan. Predstavlenы reprezentatyvnыe эndoskopyya v belom svete, konphokalnaya эndoskopyya ati gystologya (ac) ati awọn miiran полипоза, (gi) язвенного колита и (jl) колита Крона (H&E). Aṣoju endoscopy ina funfun-funfun, confocal endoscopy, ati histology ti (ac) adenoma, (df) hyperplastic polyposis, (gi) ulcerative colitis, ati (jl) Crohn's colitis (H&E) ti han.(B) ṣe afihan aworan confocal ti a gba ni vivo lati adenoma tubular (TA) nipa lilo endoscope (E).Ọgbẹ precancerous yii fihan isonu ti ile-iṣẹ crypt deede (ọfa), ipalọlọ ti lumen crypt (l), ati pipọ ti crypt lamina propria (lp).Kolonocytes (c), awọn sẹẹli goblet (g), ati awọn sẹẹli iredodo (awọn itọka) tun le ṣe idanimọ.Smt.Fidio afikun 2. (e) fihan aworan confocal ti a gba lati inu polyp hyperplastic (HP) ni vivo.Ọgbẹ alaiṣedeede yii ṣe afihan faaji stellate crypt (ọfa), slit-like crypt lumen (l), ati lamina propria (lp).Kolonocytes (c), ọpọlọpọ awọn sẹẹli goblet (g) ati awọn sẹẹli iredodo (awọn itọka) tun le ṣe idanimọ.Smt.Fidio afikun 3. (h) fihan awọn aworan confocal ti a gba ni ulcerative colitis (UC) ni vivo.Ipo iredodo yii ṣe afihan faaji crypt daru (ọfa) ati awọn sẹẹli goblet olokiki (g).Awọn iyẹ ẹyẹ ti fluorescein (f) ti yọ jade lati awọn sẹẹli epithelial, ti o n ṣe afihan agbara ti iṣan ti iṣan.Ọpọlọpọ awọn sẹẹli iredodo (awọn itọka) ni a rii ni lamina propria (lp).Smt.Fidio afikun 4. (k) ṣe afihan aworan confocal ti a gba ni vivo lati agbegbe Crohn's colitis (CC).Ipo iredodo yii ṣe afihan faaji crypt daru (ọfa) ati awọn sẹẹli goblet olokiki (g).Awọn iyẹ ẹyẹ ti fluorescein (f) ti yọ jade lati awọn sẹẹli epithelial, ti o n ṣe afihan agbara ti iṣan ti iṣan.Ọpọlọpọ awọn sẹẹli iredodo (awọn itọka) ni a rii ni lamina propria (lp).Smt.Fidio afikun 5. (b, d, h, l) Awọn aworan ti a ṣe ni lilo LabVIEW 2021.
Eto ti o jọra ti awọn aworan ti iredodo colonic ti han, pẹlu ulcerative colitis (UC) (Figure 4g-i) ati Crohn's colitis (Figure 4j-l).Idahun iredodo ni a ro pe o jẹ ijuwe nipasẹ awọn ẹya crypt ti o daru pẹlu awọn sẹẹli goblet ti n jade.Fluorescein ti wa ni titẹ kuro ninu awọn sẹẹli epithelial, ti o n ṣe afihan agbara ti iṣan ti o pọ sii.Nọmba nla ti awọn sẹẹli iredodo ni a le rii ni lamina propria.
A ti ṣe afihan ohun elo ile-iwosan ti endoscope laser confocal confocal fiber-coupled ti o nlo ọlọjẹ MEMS ti o wa ni ipo jijin fun gbigba aworan ni vivo.Ni igbohunsafẹfẹ resonant, awọn oṣuwọn fireemu to 20 Hz le ṣee waye ni lilo ipo ọlọjẹ Lissajous iwuwo giga lati dinku awọn ohun-ọṣọ išipopada.Ona opitika ti ṣe pọ lati pese imugboroja tan ina ati iho nọmba kan to lati ṣaṣeyọri ipinnu ita ti 1.1 µm.Awọn aworan Fuluorisenti ti didara itan-akọọlẹ ni a gba lakoko colonoscopy igbagbogbo ti mucosa colonic deede, adenomas tubular, polyps hyperplastic, ulcerative colitis, ati Crohn's colitis.Awọn sẹẹli ẹyọkan ni a le ṣe idanimọ, pẹlu colonocytes, awọn sẹẹli goblet, ati awọn sẹẹli iredodo.Awọn ẹya mucosal gẹgẹbi awọn ẹya crypt, awọn cavities crypt, ati lamina propria le ṣe iyatọ.Ohun elo konge jẹ ẹrọ micro-machined lati rii daju titete deede ti opitika kọọkan ati awọn paati ẹrọ laarin iwọn ila opin 2.4mm x 10mm irinse gigun.Apẹrẹ opitika dinku gigun ti sample jijin kosemi to lati gba aye laaye taara nipasẹ iwọn boṣewa (ipin 3.2 mm) ikanni ṣiṣẹ ni awọn endoscopes iṣoogun.Nitorinaa, laibikita olupese, ẹrọ naa le jẹ lilo pupọ nipasẹ awọn dokita ni aaye ibugbe.A ṣe igbadun ni λex = 488 nm lati ṣojulọyin fluorescein, awọ ti a fọwọsi FDA, lati gba iyatọ giga.Ohun elo naa tun ṣe laisi awọn iṣoro fun awọn akoko 18 ni lilo awọn ọna isọdi ti ile-iwosan.
Awọn apẹrẹ irinse meji miiran ti jẹ ifọwọsi ile-iwosan.Cellvizio (Mauna Kea Technologies) jẹ endoscope laser confocal confocal (pCLE) ti o da lori iwadii ti o nlo opo kan ti awọn kebulu okun opitiki multimode lati gba ati gbejade awọn aworan fluorescence1.Digi galvo kan ti o wa lori ibudo ipilẹ n ṣe ọlọjẹ ita ni opin isunmọ.Awọn apakan opitika ni a gba ni ọkọ ofurufu petele (XY) pẹlu ijinle 0 si 70 µm.Awọn ohun elo Microprobe wa lati 0.91 (abẹrẹ 19 G) si 5 mm ni iwọn ila opin.Ipinnu ita ti 1 si 3.5 µm ti waye.Awọn aworan ni a gba ni iwọn fireemu kan ti 9 si 12 Hz pẹlu aaye wiwo onisẹpo kan lati 240 si 600 µm.Syeed naa ti lo ni ile-iwosan ni ọpọlọpọ awọn agbegbe pẹlu bile duct, àpòòtọ, ọfun, esophagus, ẹdọforo, ati pancreas.Optiscan Pty Ltd ti ṣe agbekalẹ endoscope kan ti o da lori endoscope confocal lesa endoscope (eCLE) pẹlu ẹrọ ọlọjẹ ti a ṣe sinu tube ifibọ (ipari jijin) ti endoscope ọjọgbọn (EC-3870K, Pentax Precision Instruments) 17.Abala opiti naa ni a ṣe ni lilo okun-ipo kan ṣoṣo, ati pe a ṣe ọlọjẹ ẹgbẹ ni lilo ẹrọ cantilever nipasẹ orita ti n ṣatunṣe atunwi.Alloy Memory Apẹrẹ (Nitinol) actuator ni a lo lati ṣẹda iṣipopada axial.Lapapọ iwọn ila opin ti module confocal jẹ 5 mm.Fun idojukọ, lẹnsi GRIN kan pẹlu iho nọmba ti NA = 0.6 ni a lo.Awọn aworan petele ni a gba pẹlu ita ati awọn ipinnu axial ti 0.7 ati 7 µm, ni atele, ni iwọn fireemu ti 0.8-1.6 Hz ati aaye wiwo ti 500 µm × 500 µm.
A ṣe afihan ipinnu subcellular ni gbigba aworan aworan fluorescence vivo lati ara eniyan nipasẹ endoscope iṣoogun kan nipa lilo ọlọjẹ MEMS ipari jijin.Fluorescence n pese itansan aworan ti o ga, ati awọn ligands ti o sopọ mọ awọn ibi-afẹde dada sẹẹli le jẹ aami pẹlu fluorophores lati pese idanimọ molikula fun imudara arun aisan18.Awọn imuposi opiti miiran fun vivo microendoscopy tun ti ni idagbasoke. OCT nlo gigun isọpọ kukuru lati orisun ina gbooro lati gba awọn aworan ninu ọkọ ofurufu inaro pẹlu awọn ijinle> 1 mm19. OCT nlo gigun isọpọ kukuru lati orisun ina gbooro lati gba awọn aworan ninu ọkọ ofurufu inaro pẹlu awọn ijinle> 1 mm19. ОКТ использует короткую длину когерентности широкополосного источника глубиной > 1 мм19. OCT nlo gigun isọpọ kukuru ti orisun ina gbooro lati gba awọn aworan ninu ọkọ ofurufu inaro pẹlu> ijinle 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 альной плоскости. OCT nlo gigun isọpọ kukuru ti orisun ina gbooro lati gba awọn aworan> 1 mm19 ninu ọkọ ofurufu inaro.Bibẹẹkọ, ọna isọtọ-kekere yii da lori ikojọpọ ina ẹhin ati ipinnu aworan ni opin nipasẹ awọn ohun-ọṣọ speckle.Photoacoustic endoscopy ṣe ipilẹṣẹ ni awọn aworan vivo ti o da lori imugboroja thermoelastic iyara ninu àsopọ lẹhin gbigba ti pulse lesa ti o ṣe awọn igbi ohun20. Ọna yii ti ṣe afihan awọn ijinle aworan> 1 cm ni oluṣafihan eniyan ni vivo lati ṣe atẹle itọju ailera. Ọna yii ti ṣe afihan awọn ijinle aworan> 1 cm ni oluṣafihan eniyan ni vivo lati ṣe atẹle itọju ailera. Этот подход продемонстрировал глубину визуализации > 1 см в толстой кишке человека in vivo для моитрипный. Ọna yii ti ṣe afihan ijinle aworan ti> 1 cm ninu iṣọn eniyan ni vivo fun ibojuwo itọju ailera.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 mọlẹbi. Ọna yii ti ṣe afihan ni awọn ijinle aworan> 1 cm ninu oluṣafihan eniyan ni vivo lati ṣe atẹle itọju ailera.Iyatọ naa jẹ iṣelọpọ nipasẹ haemoglobin ninu iṣọn-ara.Multiphoton endoscopy ṣe ipilẹṣẹ awọn aworan fluorescence giga-giga nigbati awọn fọto NIR meji tabi diẹ sii lu awọn biomolecules tissu ni nigbakannaa21. Ọna yii le ṣe aṣeyọri awọn ijinle aworan> 1 mm pẹlu phototoxicity kekere. Ọna yii le ṣe aṣeyọri awọn ijinle aworan> 1 mm pẹlu phototoxicity kekere. Этот подход может обеспечить глубину изображения > 1 mm с низкой фототоксичностью. Ọna yii le pese ijinle aworan> 1 mm pẹlu phototoxicity kekere.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 с низкой фототоксичностью. Ọna yii le pese ijinle aworan> 1 mm pẹlu phototoxicity kekere.Awọn iṣọn laser femtosecond giga ni a nilo ati pe ọna yii ko ti jẹri ni ile-iwosan lakoko endoscopy.
Ninu apẹrẹ yii, ọlọjẹ naa n ṣe iyipada ita nikan, nitorinaa apakan opiti wa ninu ọkọ ofurufu petele (XY).Ẹrọ naa ni agbara lati ṣiṣẹ ni iwọn fireemu ti o ga julọ (20 Hz) ju awọn digi galvanic (12 Hz) ninu eto Cellvizio.Ṣe alekun oṣuwọn fireemu lati dinku awọn ohun-ọṣọ iṣipopada ati dinku iwọn fireemu lati mu ifihan agbara ga.Iyara-giga ati awọn algoridimu adaṣe ni a nilo lati dinku awọn ohun-elo iṣipopada nla ti o ṣẹlẹ nipasẹ iṣipopada endoscopic, iṣipopada atẹgun, ati motility oporoku.Awọn aṣayẹwo resonant parametric ti han lati ṣaṣeyọri awọn iṣipopada axial ju awọn ọgọọgọrun microns22 lọ. Awọn aworan ni a le gba ni ọkọ ofurufu inaro (XZ), papẹndikula si dada mucosal, lati pese wiwo kanna bi ti itan-akọọlẹ (H&E). Awọn aworan ni a le gba ni ọkọ ofurufu inaro (XZ), papẹndikula si dada mucosal, lati pese wiwo kanna bi ti itan-akọọlẹ (H&E). Изображения могут быть получены в вертикальной плоскости (XZ), перпендикулярной поверхности слизистой такое же изображение, как при гистологии (H&E). Awọn aworan le wa ni ya ni a inaro ofurufu (XZ) papẹndikula si awọn mucosal dada lati pese kanna aworan bi ninu histology (H&E).可以在垂直于粘膜表面的垂直平面(XZ) 中收集图像，以提供与组织学(H&E)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 такое же изображение, как при гистологическом исследовании (H&E). Awọn aworan le wa ni ya ni a inaro ofurufu (XZ) papẹndikula si awọn mucosal dada lati pese kanna aworan bi a histological ibewo (H&E).A le gbe ọlọjẹ naa si ipo ibi-afẹde kan nibiti ina ina ti ṣubu lẹgbẹẹ ọna opopona akọkọ lati dinku ifamọ si awọn aberrations8.Awọn ipele ifọkansi ti o ni opin ti o fẹrẹ diffraction le yapa lori awọn aaye wiwo nla lainidii.Ṣiṣayẹwo wiwọle laileto le ṣee ṣe lati yi awọn olufihan pada si awọn ipo asọye olumulo9.Aaye wiwo le dinku lati ṣe afihan awọn agbegbe lainidii ti aworan naa, imudarasi ipin ifihan-si-ariwo, iyatọ, ati iwọn fireemu.Awọn aṣayẹwo le jẹ iṣelọpọ-pupọ nipa lilo awọn ilana ti o rọrun.Awọn ọgọọgọrun awọn ẹrọ le ṣee ṣe lori wafer ohun alumọni kọọkan lati mu iṣelọpọ pọ si fun iṣelọpọ iye owo kekere ati pinpin kaakiri.
Ọna ina ti a ṣe pọ dinku iwọn ti ipari jijinna lile, ṣiṣe ki o rọrun lati lo endoscope bi ẹya ẹrọ lakoko colonoscopy igbagbogbo.Ninu awọn aworan Fuluorisenti ti o han, awọn ẹya subcellular ti mucosa ni a le rii lati ṣe iyatọ awọn adenomas tubular (precancerous) lati awọn polyps hyperplastic (beign).Awọn abajade wọnyi daba pe endoscopy le dinku nọmba awọn biopsies ti ko wulo23.Awọn ilolu gbogbogbo ti o ni nkan ṣe pẹlu iṣẹ abẹ le dinku, awọn aaye arin ibojuwo le jẹ iṣapeye, ati itupalẹ itan-akọọlẹ ti awọn ọgbẹ kekere le dinku.A tun fihan ni vivo awọn aworan ti awọn alaisan ti o ni arun ifun iredodo, pẹlu ulcerative colitis (UC) ati Crohn's colitis.colonoscopy ina funfun ti aṣa pese wiwo macroscopic ti dada mucosal pẹlu agbara to lopin lati ṣe ayẹwo deede iwosan mucosal.Endoscopy le ṣee lo ni vivo lati ṣe iṣiro ipa ti awọn itọju ti ibi gẹgẹbi awọn egboogi-TNF24.Ayẹwo deede ni vivo tun le dinku tabi dena atunwi arun ati awọn ilolu bii iṣẹ abẹ ati ilọsiwaju didara igbesi aye.Ko si awọn aati ikolu to ṣe pataki ti a royin ninu awọn iwadii ile-iwosan ti o ni nkan ṣe pẹlu lilo awọn endoscopy ti o ni fluorescein ninu vivo25. Agbara lesa lori dada mucosal jẹ opin si <2 mW lati dinku eewu fun ipalara igbona ati pade awọn ibeere FDA fun eewu ti kii ṣe pataki26 fun 21 CFR 812. Agbara ina lesa lori dada mucosal ni opin si <2 mW lati dinku eewu fun ipalara gbona ati pade awọn ibeere FDA fun eewu ti kii ṣe pataki26 fun 21 CFR 812. Мощность лазера на поверхности слизистой оболочки была ограничена соответствовать требованиям FDA относительно незначительного риска26 согласно 21 CFR 812. Agbara lesa ni dada mucosal jẹ opin si <2 mW lati dinku eewu ti ibaje gbona ati pade awọn ibeere FDA fun eewu aibikita26 labẹ 21 CFR 812.粘膜表面的激光功率限制在<2 mW。要求.粘膜表面的激光功率限制在<2 mW Мощность лазера на поверхности слизистой оболочки была ограничена соответствовать требованиям FDA 21 CFR 812 относительно незначительного риска26. Agbara lesa ni dada mucosal ni opin si <2 mW lati dinku eewu ti ibaje gbona ati pade awọn ibeere FDA 21 CFR 812 fun eewu aibikita26.
Apẹrẹ ti ohun elo le ṣe atunṣe lati mu didara aworan dara si.Awọn opiti pataki wa lati dinku aberration ti iyipo, mu ipinnu aworan dara ati mu ijinna iṣẹ pọ si.SIL le wa ni aifwy lati dara baramu itọka itọka ti àsopọ (~ 1.4) lati mu imudara imole pọ.Igbohunsafẹfẹ awakọ le ṣe atunṣe lati mu igun ita ti scanner pọ si ati faagun aaye wiwo aworan.O le lo awọn ọna adaṣe lati yọ awọn fireemu aworan kuro pẹlu gbigbe pataki lati dinku ipa yii.Eto ẹnu-ọna ti o ṣee ṣe aaye (FPGA) pẹlu gbigba data iyara-giga yoo ṣee lo lati pese atunṣe ni kikun akoko iṣẹ-giga.Fun IwUlO ile-iwosan ti o tobi ju, awọn ọna adaṣe gbọdọ ṣatunṣe fun iyipada alakoso ati awọn ohun-ọṣọ išipopada fun itumọ aworan akoko gidi.Scanner resonant parametric 3-axis monolithic le ṣe imuse lati ṣafihan ọlọjẹ axial 22. Awọn ẹrọ wọnyi ti ni idagbasoke lati ṣaṣeyọri iṣipopada inaro ti a ko tii ri tẹlẹ> 400 µm nipa yiyi igbohunsafẹfẹ awakọ ni ijọba kan ti o ṣe ẹya rirọ riru / dina lile27. Awọn ẹrọ wọnyi ti ni idagbasoke lati ṣaṣeyọri iṣipopada inaro ti a ko tii ri tẹlẹ> 400 µm nipa yiyi igbohunsafẹfẹ awakọ ni ijọba kan ti o ṣe ẹya rirọ riru / dina lile27. Эти устройства были разработьны в режиме, который характеризуется смешанной динамикой смягчения/жесткости27. Awọn ẹrọ wọnyi ti ṣe apẹrẹ lati ṣaṣeyọri iṣipopada inaro ti a ko ri tẹlẹ ti> 400 µm nipa tito igbohunsafẹfẹ awakọ ni ipo ti o jẹ ifihan nipasẹ rirọ/dinamiiki lile27.这些设备的开发是为了通过在具有混合软化/硬化动力学的状态下调整驱动频剪整驱动频可整驱动频剪整驱动频剪整动频华00 µm 的垂直位移27.在 具有 混合 软化 硬化 硬化 学 为了> 400 µm 的 垂直 位移 27. Эти устройства были разработаны для достижения беспрецедентныh вертикальныh смещений > 400 мкм путем ежиме со смешанной кинетикой размягчения/затвердевания27. Awọn ẹrọ wọnyi ti ṣe apẹrẹ lati ṣaṣeyọri awọn iṣipopada inaro ti a ko tii ri tẹlẹ>400 µm nipa ṣiṣatunṣe igbohunsafẹfẹ ma nfa ni rirọ adalu/lile ipo kinetikisi27.Ni ọjọ iwaju, aworan ifapa inaro le ṣe iranlọwọ ni tito akàn kutukutu (T1a).Circuit oye capacitive le ṣe imuse lati tọpa gbigbe scanner ati pe o ṣe atunṣe fun iyipada alakoso 28.Imudiwọn alakoso aifọwọyi nipa lilo Circuit sensọ le rọpo isọdiwọn ohun elo afọwọṣe ṣaaju lilo.Igbẹkẹle ohun elo le ni ilọsiwaju nipasẹ lilo awọn ilana imuduro ohun elo igbẹkẹle diẹ sii lati mu nọmba awọn iyipo sisẹ pọ si.Imọ-ẹrọ MEMS ṣe ileri lati yara ni lilo awọn endoscopes fun wiwo epithelium ti awọn ara ti o ṣofo, ṣiṣe iwadii aisan, ati abojuto itọju ni ọna apanirun ti o kere ju.Pẹlu idagbasoke siwaju sii, ọna aworan tuntun yii le di ojutu idiyele kekere lati ṣee lo bi afikun si awọn endoscopes iṣoogun fun idanwo itan-akọọlẹ lẹsẹkẹsẹ ati pe o le paarọ itupalẹ imọ-jinlẹ ibile.
Awọn iṣeṣiro wiwapa Ray ni a ṣe ni lilo sọfitiwia apẹrẹ opiti ZEMAX (ẹya 2013) lati pinnu awọn aye ti awọn opiti idojukọ.Awọn ibeere apẹrẹ pẹlu ipinnu axial isunmọ-diffractive, ijinna iṣẹ = 0 µm, ati aaye wiwo (FOV) ti o tobi ju 250 × 250 µm2.Fun igbadun ni igbi gigun λex = 488 nm, okun-ipo kan (SMF) ti lo.Achromatic doublets ni a lo lati dinku iyatọ ti ikojọpọ fluorescence (Eyaworan 5a).Tan ina naa kọja nipasẹ SMF pẹlu iwọn ila opin aaye ipo ti 3.5 μm ati laisi truncation kọja laarin aarin ti reflector pẹlu iwọn ila opin ti 50 μm.Lo immersion lile (hemispherical) lẹnsi pẹlu itọka itọka giga (n = 2.03) lati dinku isẹlẹ tan ina aberration ati rii daju olubasọrọ ni kikun pẹlu dada mucosal.Awọn opiti idojukọ n pese apapọ NA = 0.41, nibiti NA = nsinα, n jẹ atọka itọka ti àsopọ, α jẹ igun iṣọpọ tan ina ti o pọju.Iyatọ-ipin ti ita ati awọn ipinnu axial jẹ 0.44 ati 6.65 µm, ni atele, ni lilo NA = 0.41, λ = 488 nm, ati n = 1.3313.Awọn lẹnsi ti o wa ni iṣowo nikan pẹlu iwọn ila opin ode (OD) ≤ 2 mm ni a gbero.Ona opitika ti ṣe pọ, ati tan ina ti o kuro ni SMF kọja nipasẹ iho aarin ti scanner ati pe o ṣe afihan pada nipasẹ digi ti o wa titi (0.29 mm ni iwọn ila opin).Iṣeto ni kukuru gigun ti ipari jijinna lile lati dẹrọ gbigbe siwaju ti endoscope nipasẹ boṣewa (ipin 3.2 mm) ikanni iṣẹ ti awọn endoscopes iṣoogun.Ẹya yii jẹ ki o rọrun lati lo bi ẹya ẹrọ lakoko endoscopy deede.
Itọsọna ina ti a ṣe pọ ati apoti endoscope.(a) Itan itunu naa jade kuro ni OBC o si kọja nipasẹ iho aarin ti scanner naa.Tan ina naa ti fẹ sii ati afihan lati inu digi ipin ipin ti o wa titi pada sinu ẹrọ iwoye fun iyipada ita.Awọn opiti aifọwọyi ni bata meji ti awọn lẹnsi ilọpo meji achromatic ati immersion ti o lagbara (hemispherical) lẹnsi ti n pese olubasọrọ pẹlu dada mucosal.ZEMAX 2013 (https://www.zemax.com/) fun apẹrẹ opitika ati kikopa wiwa ray.(b) Ṣe afihan ipo ti ọpọlọpọ awọn paati irinse, pẹlu okun ipo ẹyọkan (SMF), scanner, awọn digi, ati awọn lẹnsi.Solidworks 2016 (https://www.solidworks.com/) ni a lo fun apẹrẹ 3D ti iṣakojọpọ endoscope.
SMF kan (#460HP, Thorlabs) pẹlu iwọn ila opin aaye ipo kan ti 3.5 µm ni gigun gigun ti 488 nm ni a lo bi “iho” fun sisẹ aaye ti ina ti aifọwọyi (Fig. 5b).Awọn SMF ti wa ni pipade ni awọn tubes polymer rọ (#Pebax 72D, Nordson MEDICAL).Gigun ti isunmọ awọn mita mẹrin ni a lo lati rii daju aaye to to laarin alaisan ati eto aworan.Awọn lẹnsi achromatic doublet bata meji ti 2 mm MgF2 ti a bo (#65568, #65567, Edmund Optics) ati lẹnsi hemispherical 2 mm ti a ko bo (#90858, Edmund Optics) ni a lo lati dojukọ tan ina ati gba fluorescence.Fi tube opin irin alagbara irin (4 mm gigun, 2.0 mm OD, ID 1.6 mm) laarin resini ati tube ita lati yasọtọ gbigbọn scanner.Lo awọn alemora iṣoogun lati daabobo ohun elo lati inu omi ara ati awọn ilana mimu.Lo ọpọn iwẹ ooru lati daabobo awọn asopọ.
Ayẹwo iwapọ naa ni a ṣe lori ilana ti resonance parametric.Etch iho 50 µm ni aarin olutayo lati tan ina ina simi.Lilo ṣeto ti awọn awakọ comb-quadrature kan, ina ti o gbooro ti wa ni titan ni ọna gbigbe ni itọsọna orthogonal (ọkọ ofurufu XY) ni ipo Lissajous.Igbimọ gbigba data kan (#DAQ PCI-6115, NI) ni a lo lati ṣe ina awọn ifihan agbara afọwọṣe lati ṣakoso ẹrọ ọlọjẹ naa.Agbara ti pese nipasẹ ampilifaya giga foliteji (#PDm200, PiezoDrive) nipasẹ awọn okun tinrin (#B4421241, MWS Wire Industries).Ṣe onirin lori armature elekiturodu.Scanner n ṣiṣẹ ni awọn loorekoore ti o sunmọ 15 kHz (apa ti o yara) ati 4 kHz (apa ti o lọra) lati ṣaṣeyọri FOV to 250 µm × 250 µm.Fidio le jẹ titu ni iwọn fireemu ti 10, 16, tabi 20 Hz.Awọn oṣuwọn fireemu wọnyi ni a lo lati baramu iwọn atunwi ti ilana ọlọjẹ Lissajous, eyiti o da lori iye awọn igbohunsafẹfẹ igbadun X ati Y ti scanner29.Awọn alaye ti awọn iṣowo laarin iwọn fireemu, ipinnu ẹbun, ati iwuwo ilana ọlọjẹ ni a gbekalẹ ni iṣẹ iṣaaju wa14.
Laser ipinle ti o lagbara (#OBIS 488 LS, isokan) n pese λex = 488 nm lati ṣojulọyin fluorescein fun itansan aworan (Fig. 6a).Opitika pigtails ti wa ni ti sopọ si awọn àlẹmọ kuro nipasẹ FC/APC asopo (pipadanu 1.82 dB) (Fig. 6b).Tan ina naa ti yipada nipasẹ digi dichroic (#WDM-12P-111-488/500:600, Oz Optics) ninu SMF nipasẹ asopo FC/APC miiran.Ni ibamu pẹlu 21 CFR 812, agbara isẹlẹ si àsopọ ni opin si iwọn 2 mW lati pade awọn ibeere FDA fun eewu aifiyesi.Fluorescence ti kọja nipasẹ digi dichroic ati àlẹmọ gbigbe gigun (#BLP01-488R, Semrock).Fluorescence ti wa ni gbigbe si oluwari fọtomultiplier tube (PMT) (#H7422-40, Hamamatsu) nipasẹ asopo FC/PC kan nipa lilo okun multimode ~ 1 m gigun pẹlu iwọn ila opin 50 µm kan.Awọn ifihan agbara Fuluorisenti ti pọ pẹlu ampilifaya lọwọlọwọ iyara giga (#59-179, Edmund Optics).Sọfitiwia pataki (LabVIEW 2021, NI) ti ni idagbasoke fun gbigba data gidi-akoko ati ṣiṣe aworan.Agbara ina lesa ati awọn eto ere PMT jẹ ipinnu nipasẹ microcontroller (#Arduino UNO, Arduino) nipa lilo igbimọ Circuit titẹjade pataki kan.SMF ati awọn okun onirin fopin si awọn asopọ ati sopọ si okun opiki (F) ati awọn ebute oko (W) lori ibudo ipilẹ (Figure 6c).Eto aworan naa wa ninu ọkọ ayọkẹlẹ to ṣee gbe (Aworan 6d). Ti lo oluyipada ipinya lati fi opin si ṣiṣan lọwọlọwọ si <500 μA. Ti lo oluyipada ipinya lati fi opin si ṣiṣan lọwọlọwọ si <500 μA. Для ограничения тока утечки до <500 мкА использовался изолирующий трансформатор. Ti lo oluyipada ipinya lati fi opin si ṣiṣan lọwọlọwọ si <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. Lo ẹrọ oluyipada ipinya lati fi opin si jijo lọwọlọwọ si <500µA.
iworan eto.(a) PMT, lesa ati ampilifaya wa ni ibudo ipilẹ.(b) Ninu banki àlẹmọ, lesa (buluu) n wakọ lori okun okun opitiki nipasẹ asopo FC/APC.Tan ina naa ti yipada nipasẹ digi dichroic (DM) sinu okun mode kan (SMF) nipasẹ asopo FC/APC keji.Fluorescence (alawọ ewe) rin nipasẹ DM ati àlẹmọ gigun gigun (LPF) si PMT nipasẹ okun multimode (MMF).(c) Ipari isunmọ ti endoscope ti sopọ si okun opitiki (F) ati awọn ebute oko (W) ti ibudo ipilẹ.(d) Endoscope, atẹle, ibudo ipilẹ, kọnputa, ati oluyipada ipinya lori ọkọ ayọkẹlẹ to ṣee gbe.(a, c) Solidworks 2016 ni a lo fun awoṣe 3D ti eto aworan ati awọn paati endoscope.
Ipinnu ita ati axial ti awọn opiti idojukọ jẹ iwọn lati iṣẹ itankale aaye ti awọn microspheres fluorescent (#F8803, Thermo Fisher Scientific) 0.1 µm ni iwọn ila opin.Gba awọn aworan nipa titumọ awọn microspheres ni ita ati ni inaro ni awọn igbesẹ 1µm nipa lilo ipele laini (# M-562-XYZ, DM-13, Newport).Iṣakojọpọ aworan ni lilo ImageJ2 lati gba awọn aworan agbekọja ti awọn microspheres.
Sọfitiwia pataki (LabVIEW 2021, NI) ti ni idagbasoke fun gbigba data gidi-akoko ati ṣiṣe aworan.Lori ọpọtọ.7 fihan Akopọ ti awọn ilana ti a lo lati ṣiṣẹ eto naa.Ni wiwo olumulo oriširiši data akomora (DAQ), akọkọ nronu ati oludari nronu.Páńẹ́lì àkójọpọ̀ dátà ṣe ìbáṣepọ̀ pẹ̀lú pánẹ́ẹ̀tì àkọ́kọ́ láti ṣajọ àti tọ́jú data aise, pèsè àbáwọlé fún àwọn ètò àkójọpọ̀ dátà, àti ìṣàkóso àwọn ìtòlẹ́sẹẹsẹ awakọ scanner.Panel akọkọ gba olumulo laaye lati yan iṣeto ti o fẹ fun lilo endoscope, pẹlu ifihan iṣakoso scanner, oṣuwọn fireemu fidio, ati awọn aye imudani.Igbimọ yii tun ngbanilaaye olumulo lati ṣafihan ati ṣakoso imọlẹ ati itansan aworan naa.Lilo data aise gẹgẹbi titẹ sii, algorithm ṣe iṣiro eto ere ti o dara julọ fun PMT ati pe o ṣe atunṣe paramita yii laifọwọyi nipa lilo eto iṣakoso esi-ipin-ipin (PI) 16.Igbimọ oludari n ṣepọ pẹlu igbimọ akọkọ ati igbimọ gbigba data lati ṣakoso agbara laser ati ere PMT.
System software faaji.Ni wiwo olumulo oriširiši modulu (1) data akomora (DAQ), (2) akọkọ nronu ati (3) adarí nronu.Awọn eto wọnyi nṣiṣẹ nigbakanna ati ibasọrọ pẹlu ara wọn nipasẹ awọn ila ifiranṣẹ.Bọtini naa jẹ MEMS: Microelectromechanical System, TDMS: Ṣiṣan Iṣakoso Data Imọ-ẹrọ, PI: Integral Proportal, PMT: Photomultiplier.Awọn faili aworan ati fidio ti wa ni fipamọ ni awọn ọna kika BMP ati AVI, lẹsẹsẹ.
Algoridimu atunṣe alakoso ni a lo lati ṣe iṣiro pipinka ti awọn kikankikan ẹbun aworan ni awọn iye alakoso oriṣiriṣi lati pinnu iye ti o pọju ti a lo lati pọn aworan naa.Fun atunṣe akoko gidi, ibiti ọlọjẹ alakoso jẹ ± 2.86 ° pẹlu igbesẹ ti o tobi ju ti 0.286 ° lati dinku akoko iṣiro.Ni afikun, lilo awọn ẹya ara aworan pẹlu awọn ayẹwo diẹ siwaju sii dinku akoko iṣiro fireemu aworan lati awọn aaya 7.5 (1 Msample) si awọn aaya 1.88 (250 Ksample) ni 10 Hz.Awọn paramita igbewọle wọnyi ni a yan lati pese didara aworan to peye pẹlu lairi kekere lakoko aworan vivo.Awọn aworan ifiwe ati awọn fidio ti wa ni igbasilẹ ni awọn ọna kika BMP ati AVI, lẹsẹsẹ.Awọn data aise ti wa ni ipamọ ni ọna kika Ṣiṣan Data Imọ-ẹrọ (TMDS).
Iṣe-ifiweranṣẹ ti awọn aworan in vivo fun ilọsiwaju didara pẹlu LabVIEW 2021. Iṣe deede ni opin nigba lilo awọn algoridimu atunṣe alakoso lakoko aworan in vivo nitori akoko iṣiro gigun ti o nilo.Awọn agbegbe aworan ti o ni opin ati awọn nọmba ayẹwo ni a lo.Ni afikun, algorithm ko ṣiṣẹ daradara fun awọn aworan pẹlu awọn ohun elo iṣipopada tabi itansan kekere ati pe o yori si awọn aṣiṣe iṣiro alakoso30.Awọn fireemu ẹnikọọkan pẹlu itansan giga ati pe ko si awọn ohun elo išipopada ti a yan pẹlu ọwọ fun iṣatunṣe itanran alakoso pẹlu iwọn ọlọjẹ alakoso ti ± 0.75° ni awọn igbesẹ 0.01°.Gbogbo agbegbe aworan ni a lo (fun apẹẹrẹ, 1 Ayẹwo aworan ti o gbasilẹ ni 10 Hz).Tabili S2 ṣe alaye awọn paramita aworan ti a lo fun akoko gidi ati sisẹ-ifiweranṣẹ.Lẹhin atunse alakoso, àlẹmọ agbedemeji ni a lo lati dinku ariwo aworan siwaju sii.Imọlẹ ati itansan jẹ ilọsiwaju siwaju sii nipasẹ titan histogram ati atunṣe gamma31.
Awọn idanwo ile-iwosan ti fọwọsi nipasẹ Igbimọ Atunwo Awọn ile-iṣẹ Iṣoogun ti Michigan ati pe wọn ṣe ni Sakaani ti Awọn ilana Iṣoogun.Iwadi yii ti forukọsilẹ lori ayelujara pẹlu ClinicalTrials.gov (NCT03220711, ọjọ iforukọsilẹ: 07/18/2017).Awọn iyasọtọ ifisi pẹlu awọn alaisan (ọjọ ori 18 si 100 ọdun) pẹlu colonoscopy yiyan ti a ti pinnu tẹlẹ, eewu ti o pọ si ti akàn colorectal, ati itan-akọọlẹ ti arun ifun inu iredodo.Ififunni alaye ni a gba lati koko-ọrọ kọọkan ti o gba lati kopa.Awọn iyasọtọ iyasoto jẹ awọn alaisan ti o loyun, ti o ni ifamọ si fluorescein ti a mọ, tabi ti wọn ngba kimoterapi lọwọ tabi itọju ailera itankalẹ.Iwadi yii pẹlu awọn alaisan itẹlera ti a ṣeto fun colonoscopy igbagbogbo ati pe o jẹ aṣoju ti olugbe Ile-iṣẹ Iṣoogun Michigan.Iwadi naa ni a ṣe ni ibamu pẹlu Ikede Helsinki.
Ṣaaju iṣẹ-abẹ, ṣe iwọn endoscope nipa lilo awọn ilẹkẹ Fuluorisenti 10 µm (#F8836, Thermo Fisher Scientific) ti a gbe sinu awọn mimu silikoni.Aami silikoni translucent translucent (#RTV108, Momentive) ni a da sinu 3D ti a tẹjade 8 cm3 m ṣiṣu.Ju awọn ilẹkẹ Fuluorisenti omi sori silikoni ki o lọ kuro titi alabọde omi yoo fi gbẹ.
Gbogbo oluṣafihan naa ni a ṣe ayẹwo pẹlu lilo colonoscope ti iṣoogun boṣewa (Olympus, CF-HQ190L) pẹlu itanna ina funfun.Lẹhin endoscopist ti pinnu agbegbe ti arun ti a fi ẹsun naa, agbegbe naa ni a fọ ​​pẹlu 5-10 milimita ti 5% acetic acid, ati lẹhinna pẹlu omi ti o ni ifo ilera lati yọ mucus ati idoti kuro.Iwọn 5 milimita ti 5 mg / milimita fluorescein (Alcon, Fluorescite) ni abẹrẹ inu iṣọn-ẹjẹ tabi fifẹ ni oke lori mucosa nipa lilo cannula boṣewa (M00530860, Boston Scientific) ti o kọja nipasẹ ikanni iṣẹ.
Lo irrigator lati fọ awọ ti o pọ ju tabi idoti kuro ni oju mucosal.Yọ catheter nebulizing kuro ki o kọja endoscope nipasẹ ikanni iṣẹ lati gba awọn aworan ante-mortem.Lo itọnisọna endoscopic aaye jakejado lati gbe aaye ti o jinna si agbegbe ibi-afẹde. Lapapọ akoko ti a lo lati gba awọn aworan confocal jẹ <10 min. Lapapọ akoko ti a lo lati gba awọn aworan confocal jẹ <10 min. Общее время, затраченное на сбор конфокальных изображений, составило <10 мин. Lapapọ akoko ti o gba lati gba awọn aworan confocal jẹ <10 min.Lapapọ akoko gbigba fun awọn aworan confocal ko kere ju iṣẹju mẹwa 10.Fidio ina funfun Endoscopic ti ni ilọsiwaju ni lilo Olympus EVIS EXERA III (CLV-190) eto aworan ati gbasilẹ ni lilo Elgato HD agbohunsilẹ fidio.Lo LabVIEW 2021 lati gbasilẹ ati fi awọn fidio endoscopy pamọ.Lẹhin ti aworan ba ti pari, a ti yọ endoscope kuro ati pe àsopọ lati wo ni a yọ kuro nipa lilo ipa biopsy tabi idẹkun. Awọn tissu naa ni a ṣe ilana fun itan-akọọlẹ igbagbogbo (H&E), ati iṣiro nipasẹ onimọ-jinlẹ GI onimọran (HDA). Awọn tissu naa ni a ṣe ilana fun itan-akọọlẹ igbagbogbo (H&E), ati iṣiro nipasẹ onimọ-jinlẹ GI onimọran (HDA). Ткани были obrabotanы dlya obыchnoy gystológy (H&E) ati otsenenы эkspertom-patologom zheluvodochno-kishечныh. A ṣe ilana awọn sẹẹli fun itan-akọọlẹ igbagbogbo (H&E) ati ṣe ayẹwo nipasẹ onimọ-jinlẹ nipa ikun ati inu ikun (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 obrabotanы dlya obыchnoy gystológy (H&E) ati otsenenы эkspertom-patologom zheluvodochno-kishечныh. A ṣe ilana awọn sẹẹli fun itan-akọọlẹ igbagbogbo (H&E) ati ṣe ayẹwo nipasẹ onimọ-jinlẹ nipa ikun ati inu ikun (HDA).Awọn ohun-ini iwoye ti fluorescein ni a timo nipa lilo spectrometer (USB2000+, Ocean Optics) bi o ṣe han ni Nọmba S2.
Endoscopes ti wa ni sterilized lẹhin lilo kọọkan nipasẹ eniyan (Fig. 8).Awọn ilana mimọ ni a ṣe labẹ itọsọna ati ifọwọsi ti Sakaani ti Iṣakoso Ikolu ati Arun-arun ti Ile-iṣẹ Iṣoogun ti Michigan ati Ẹka Iṣeduro Sterile Central. Ṣaaju ki o to iwadi naa, awọn ohun elo naa ni idanwo ati ifọwọsi fun sterilization nipasẹ Awọn ọja Ilọsiwaju Sterilization (ASP, Johnson & Johnson), ile-iṣẹ iṣowo ti o pese idena ikolu ati awọn iṣẹ afọwọsi sterilization. Ṣaaju ki o to iwadi naa, awọn ohun elo naa ni idanwo ati ifọwọsi fun sterilization nipasẹ Awọn ọja Ilọsiwaju Sterilization (ASP, Johnson & Johnson), ile-iṣẹ iṣowo ti o pese idena ikolu ati awọn iṣẹ afọwọsi sterilization. Перед исследованием инструменты были протестированы и одобрены для стерилизаци компанией Advanced Sterilization Products & Johnson ией, предоставляющей услуги по профилактике инфекций и проверке стерилизации. Ṣaaju ikẹkọ, awọn ohun elo ni idanwo ati fọwọsi fun sterilization nipasẹ Awọn ọja Ilọsiwaju Sterilization (ASP, Johnson & Johnson), ile-iṣẹ iṣowo ti n pese idena ikolu ati awọn iṣẹ ijẹrisi sterilization. Перед исследованием инструменты были стерилизованы и проверены Awọn ọja Sterilization To ti ni ilọsiwaju (ASP, Johnson & Johnson), услуги по профилактике инфекций и проверке стерилизации. Awọn ohun elo jẹ sterilized ati ṣayẹwo ṣaaju ikẹkọ nipasẹ Awọn ọja Ilọsiwaju Sterilization (ASP, Johnson & Johnson), ile-iṣẹ iṣowo kan ti o pese idena ikolu ati awọn iṣẹ ijẹrisi sterilization.
Atunlo irinṣẹ.(a) Awọn endoscopes ni a gbe sinu awọn atẹwe lẹhin sterilization kọọkan nipa lilo ilana ṣiṣe STERRAD.(b) Awọn SMF ati awọn okun waya ti pari pẹlu okun opiki ati awọn asopọ itanna, lẹsẹsẹ, eyiti o wa ni pipade ṣaaju ṣiṣe atunṣe.
Mọ awọn endoscopes nipa ṣiṣe awọn wọnyi: (1) mu ese awọn endoscope pẹlu kan lint-free asọ sinu enzymatic regede lati isunmọ si distal;(2) Fi ohun elo sinu ojutu enzymatic detergent fun iṣẹju 3 pẹlu omi.lint-free fabric.Itanna ati okun opitiki asopọ ti wa ni bo ati ki o kuro lati awọn ojutu;(3) A ti we endoscope ati gbe sinu atẹ ohun elo fun sterilization nipa lilo STERRAD 100NX, pilasima gaasi hydrogen peroxide.jo kekere otutu ati kekere ọriniinitutu ayika.
Awọn ipilẹ data ti a lo ati/tabi atupale ninu iwadi lọwọlọwọ wa lati ọdọ awọn onkọwe oniwun lori ibeere ti o tọ.
Pilonis, ND, Januszewicz, W. & di Pietro, M. Confocal laser endoscopy intestinal endoscopy: Awọn aaye imọ-ẹrọ ati awọn ohun elo iwosan. Pilonis, ND, Januszewicz, W. & di Pietro, M. Confocal laser endoscopy intestinal endoscopy: Awọn aaye imọ-ẹrọ ati awọn ohun elo iwosan.Pilonis, ND, Januszewicz, V. i di Pietro, M. Confocal lesa endoscopy endoscopy: awọn aaye imọ-ẹrọ ati ohun elo iwosan. Pilonis, ND, Januszewicz, W. & di Pietro, M. 胃肠内窥镜检查中的共聚焦激光内窥镜检查：技上方鸢咨咨和却咨 Pilonis, ND, Januszewicz, W. & di Pietro, M. 共载肠分别在在共公司司设设设计在机机：Awọn aaye imọ-ẹrọ ati awọn ohun elo iwosan.Pilonis, ND, Januszewicz, V. i di Pietro, M. Confocal lesa endoscopy ni gastrointestinal endoscopy: imọ aaye ati isẹgun elo.heparin nipa ikun ati inu.7, 7 (2022).
Al-Mansour, MR et al.Ailewu ati Itupalẹ Agbara ti SAGES TAVAC Confocal Laser Endomicroscope.Isẹ.Endoscopy 35, 2091-2103 (2021).
Fugazza, A. et al.Confocal lesa endoscopy ni ikun ati awọn arun pancreatobiliary: atunyẹwo eto ati itupalẹ-meta.Biomedical Imọ.ojò ipamọ.ti abẹnu 2016, 4638683 (2016).