Kanser endoskopik teşhisine yönelik önemli bir adımda, araştırmacılar, doku boyamaya ihtiyaç duymadan çoklu doğrusal olmayan görüntüleme teknikleri gerçekleştirmek için kullanılabilen el tipi bir fiber optik prob geliştirdiler.
Kanser endoskopik teşhisine yönelik önemli bir adımda, araştırmacılar, doku boyamaya ihtiyaç duymadan çoklu doğrusal olmayan görüntüleme teknikleri gerçekleştirmek için kullanılabilen el tipi bir fiber optik prob geliştirdiler. Yeni multimodal görüntüleme probu, dokuda doğrusal olmayan optik efektler oluşturmak için kanseri ve diğer hastalıkları ortaya çıkaran bir ultra hızlı lazer kullanıyor.
Günümüzde kanser tipik olarak biyopsiyle bir parça dokuyu çıkarıp dokuyu lekeleyen ve kanserli hücreleri aramak için mikroskop kullanan özel olarak eğitilmiş bir patolo- jiye göndererek teşhis konur. Doktorların biyopsiyi atlama ve kanseri kanser teşhisinde yerinde çok modlu bir görüntüleme endoskopu kullanma özelliği, değerli zamanından tasarruf ettirebilir ve ameliyat sırasında cerrahların kanserli ve sağlıklı dokuları daha kolay ayırt etmesini sağlayabilir.
Yeni prob ile, daha önce büyük masa üstü aletleri gerektiren görüntüleme teknikleri, tükenmez kalemle aynı çapa sahip sadece 8 milimetre çapında bir taşınabilir aygıtla gerçekleştirilebilir. Daha da minyatürize olursa, prob, vücut içinde doğrusal olmayan çok modlu görüntüleme için bir endoskopa kolayca entegre edilebilir.
Leibniz Fototeknik Teknolojisi Enstitüsünden Jena Jena, “Bir gün multimodal endoskopik görüntüleme teknikleriyle doktorların ameliyat sırasında hızlı kararlar almasını, leke tedavilerini kullanarak ya da kompleks histopatolojik prosedürler gerçekleştirmeden biyopsi alma ihtiyacı duymamasını umuyoruz” dedi. , Almanya ve gazetenin baş yazarı.
Araştırmacılar detay onların yeni el prob Optica , yüksek darbe araştırma için optik Derneği dergi. Birden çok görüntüleme fiberini birleştiren multimodal biyolojik görüntüleme için ilk minyatür prob, birkaç bin ışığı yönlendiren elemandan oluşan bir tür optik fiber. Bu özel görüntüleme elyafı, araştırmacıların, hareketli parçaları ve elektriği prob başının dışında tutmasını ve probun vücuda kolay ve güvenli bir şekilde kullanılmasını sağladı.
Araştırmacılar, probu pek çok doku örneği ile test ettiler, ancak şu anda ileri görüş modu için tasarlandığından, probun birincil uygulamaları muhtemelen cilt, beyin veya baş-boyun cerrahisini kapsıyor. İki nokta üstüste, mesane veya aort gibi boş organları ve arterleri araştırmak için kullanılabilecek bir yan görüş modunun uygulanması üzerinde çalışıyorlar.
Küçük bir mikroskop
Popp, “Yeni prob, dokuyu araştırmak için yakın kızıl ötesi lazerler kullanan minyatür bir mikroskop olarak hizmet ediyor” dedi. “Biyolojik dokunun farklı bileşenleri uyarım lazerlerine farklı tepkiler veriyor ve benzersiz tepkileri bize dokudaki moleküler kompozisyon ve morfoloji hakkında bilgi veriyor” dedi.
El multimodal görüntüleme probu aynı anda birden fazla görüntü elde edebilir: tutarlı anti-stokes Raman saçılımı, ikinci harmonik üretimi ve iki foton uyandırılmış otomatik floresan. Bu lineer olmayan görüntüleme tekniklerinin, kanserli hücrelerin tanımlanması da dahil olmak üzere klinik teşhisler için yararlı olduğu gösterilmiştir, ancak vücut içinde kullanılmak için gerekli enstrümantasyonun küçültülmesi zor olmuştur.
Probun küçültülmüş boyutu, lazer ışığını odaklamak için gradyan indeksi veya GRIN, mercekler kullanımından gelir. Işık odaklamak için karmaşık şekilli yüzeyler kullanan geleneksel küresel merceklere kıyasla GRIN mercekleri, lens malzemesindeki sürekli kırma indeksi değişiklikleri ile ışık odakladığı için çok küçük olabilir. Popp araştırma ekibi Grintech Gmbh bilimadamlarıyla işbirliği yaptı ve GRIN lensleri yalnızca 1,8 milimetre çapında tasarladı ve sağlam lens takımını küçük bir alüminyum gövdeye dahil etmeye yardımcı oldu.
Doğrusal olmayan görüntüleme için tasarlanan endoskoplar, hareketli aynaları ve elektromekanik aygıtları, nokta başı lazer tarama için prob kafasında kullanır. Çok çekirdekli görüntüleme fiberinin kullanılması, araştırmacıların, lazer taramasını, prob başından ve numune alanından uzaklaştıracağıyla cihazın boyutunu daha da azaltmasına izin verdi. Fiberin binlerce ışık yönlendirici öğesi veya çekirdekleri, ışığın iki uçu arasındaki ışığın mekansal ilişkisini koruduğu için, tarama, fiberin karşı ucunda gerçekleştirilebilir, böylece endoskopik yaklaşım daha kolaylaşır.
Popp, “Diğer endoskopik doğrusal olmayan görüntüleme yaklaşımlarıyla karşılaştırıldığında, fiber probumuz basitliği nedeniyle öne çıkıyor” dedi. “Prob kafasına hiçbir hareketli parça dahil olmadığından, optikteki olası yanlış hizalanmalar sınırlıdır ve probun genel ömrü artmaktadır.”
Dokunun multimodal görüntülemesi
Araştırmacılar, probun bir ucunu bir numuneye hareket ettirerek ve elde edilen görüntüleri diğer uca aktararak, çok çekirdekli görüntüleme fiberinin benzersiz özelliklerini gösterdiler. Popp, “Görüntüleme fiberinin çekirdekleri boyut ve şekil bakımından farklı olduğu için bu, önemsiz bir görev değil, uyarı lazerlerinin verimli ve homojen birleşimini engelliyor” dedi. Ayrıca, fiberin ve çekirdeğin içinden ışık bağlamında etkileşen farklı dalga boyları gibi istenmeyen etkileri de ele almalıyız. ”
Ayrıca, probun, 300 x 300 mikron taranmış bir alan için 2048 piksel 2048 piksel çözünürlüğe sahip, sağlıklı insan cilt doku örneklerinin, tutarlı anti-stokes Raman saçılımı, ikinci harmonik üretimi ve iki foton uyarımlı otofloresans görüntüleri alabileceğini de gösterdiler. Bu çözünürlük ve görüş alanı tümör sınırlarını belirlemek için yeterlidir ve prob, etkilenen bölgenin genel görünümünü elde etmek için doku yüzeyi üzerinde taşınabilir.
Araştırmacılar, multimodal görüntülerin kalitesini artırmak için algoritmaları kullanmaya çalışıyorlar; bu, çok çekirdekli görüntüleme fiberinin yapısı nedeniyle piksellenmiş gibi görünüyor. Bir sonraki adım olarak, sondayı hayvan modellerinde ve hastalarla klinik ortamda test etmeyi planlıyorlar.
Kaynak:
Optik Topluluk