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nir/icg荧光成像光源结合多光谱内窥镜相机的检查应用

来源:jai
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   探究人体内部:适用于荧光内窥镜检查的多光谱相机


 自19世纪中叶被用于检查尿道和胆囊以来,内镜技术已经取得长足的进步。今天,现代化的内窥镜检查为了减轻患者的疼痛和身体负担,已经可能根据被检查部位而改变刚性的或者柔性的样式。特别是近年来,柔性内窥镜检查越来越受到关注。具体操作方式是将一根又长又细的管子(纤维镜)直接插入体内,以详细观察体内组织或器官。内窥镜检查提供即时成像的技术,逐渐在小型手术中变得越来越不可或缺。

 多年来的科学进步已经证明,现代内窥镜检查的风险相对较小,而且可以在短时间内提供详细的图像。内窥镜检查,业已被证明可以广泛应用在人体各部位器官的诊断检查中,包括上消化道,由食道,胃和十二指肠组成(食道、胃、十二指肠镜检查);呼吸道,包括鼻子、气管、支气管以及下呼吸道系统的其余部分;小肠(肠镜检查)和大肠(乙状结肠镜检查);胆道、直肠(直肠镜检查)、肛门(肛门镜检查);尿路(膀胱镜检查);子宫颈(阴道镜检查);以及子宫(子宫镜检查)等女性妇产生殖方面的检查。

 在内窥镜检查使用的各种技术中,nir/icg荧光内窥镜检查是近年来非常流行的一种内窥镜技术。这种方法可以更好地检测肉眼看不到的恶性或癌症前期病变,或者原本就检测难度大的病变。外源应用的增敏剂,如吲哚菁绿(ICG)选择性地在恶性病变中积累,并在适当波长的光照下诱导后激发出荧光。

ICG吸收近红外光后激发出荧光的特性使其在生物成像中被广泛应用。尽管ICG在医学应用中还有许多其他用途,但推动其实现广泛应用的主要因素是其荧光特性。在这个ICG荧光应用的专业领域中,除了要求相机有良好的图像质量外,能通过人体工程学处理的手持部件对其进行光学变焦和对焦的控制,也是相机的重要要求之一。

  自从将相机引入内窥镜应用以来,RGB成像在提供实时参考图像方面起着非常关键的作用。直至今日仍然堪称业界前沿技术。然而,更为前沿的是在RGB成像的同时,通过多光谱相机提供更多的尤其是在NIR波段上的信息。

多光谱设置可以通过多种方式实现,但是一种非常经济高效的方法是使用棱镜式多传感器相机,因为它很容易做到降低整个系统的复杂性。对于外科成像应用中的内窥镜图像处理系统,往往可以同时捕获两到三个不同波段的图像。图像将会被“融合”,这个过程是指把肉眼看不到的NIR通道的捕获到的元素在可见光RGB图像上进行重叠,从而为外科医生提供其正在处理的血管组织的“增强”视图。

注射到血管中的ICG与血浆蛋白紧密结合,并且被限制在血管系统内。ICG通常会吸收600 nm到900 nm之间的光。容易吸收的波长的正确峰值往往取决于所用溶剂的类型和浓度。在大多数内窥镜病例中,会选定吸收量最大的800 nm左右作为峰值(在低浓度的血浆中)。做荧光检测时使用亚义讯科技有限公司NIR/ICG近红外LED荧光光源激发出的荧光生物信息,在特定波长激发下,通过滤除激励光束的散射光,来捕捉检测ICG的荧光。然而,通常被激发出的荧光在810 nm - 900 nm之间,因此多光谱相机必须要求分离出NIR上下部区域,以便充分利用这一现象。

相机的RGB成像技术可以帮助外科医生在手术中初步进行定位和检查,再通过与实时的可见光视频图像进行重叠,外科医生可以进而通过使用荧光,更精确地定位肿瘤/腺体的位置与大小(便于切除)、突出关键血管,并在手术过程中监测血流情况。




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