Endomicroscópio confocal a laser com scanner MEMS distal para real

Aug 12, 2023

Scientific Reports volume 12, Número do artigo: 20155 (2022) Citar este artigo

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A endomicroscopia confocal a laser é uma metodologia emergente para realizar biópsia óptica em tempo real. Imagens de fluorescência com qualidade histológica podem ser coletadas instantaneamente do epitélio de órgãos ocos. Atualmente, a varredura é realizada na extremidade proximal dos instrumentos baseados em sonda usados ​​rotineiramente na clínica, e a flexibilidade para controlar o foco é limitada. Demonstramos o uso de um scanner de ressonância paramétrica embalado na extremidade distal do endomicroscópio para realizar deflexões laterais de alta velocidade. Uma abertura foi gravada no centro do refletor para dobrar o caminho óptico. Este projeto reduziu as dimensões do instrumento para 2,4 mm de diâmetro e 10 mm de comprimento, permitindo a passagem frontal através do canal de trabalho de um endoscópio médico padrão. Um conjunto de lente compacto fornece resolução lateral e axial de 1,1 e 13,6 μm, respectivamente. Uma distância de trabalho de 0 μm e um campo de visão de 250 μm × 250 μm foram alcançados em taxas de quadros de até 20 Hz. A excitação a 488 nm foi entregue para excitar a fluoresceína, um corante aprovado pela FDA, para gerar alto contraste tecidual. O endomicroscópio foi reprocessado usando um método de esterilização clinicamente aprovado por 18 ciclos sem falhas. Imagens de fluorescência foram coletadas durante a colonoscopia de rotina da mucosa colônica normal, adenomas tubulares, pólipos hiperplásicos, colite ulcerativa e colite de Crohn. Células individuais, incluindo colonócitos, células caliciformes e células inflamatórias, podem ser identificadas. Características da mucosa, como estruturas de cripta, lúmens de cripta e lâmina própria, podem ser distinguidas. Este instrumento tem potencial para ser usado como acessório durante a endoscopia médica de rotina.

A endomicroscopia confocal a laser é uma modalidade de imagem emergente que está sendo desenvolvida para uso clínico como um acessório para endoscopia médica de rotina1,2,3. Esses instrumentos flexíveis acoplados a fibras podem ser usados ​​para identificar doenças no epitélio que reveste órgãos ocos, como o cólon. Essa fina camada de tecido é altamente metabolicamente ativa e é a origem de muitos processos patológicos, como câncer, infecção e inflamação. A endomicroscopia pode atingir resolução subcelular para fornecer imagens in vivo com qualidade "semelhante à histologia" em tempo real para orientar os médicos na tomada de decisões clínicas. A biópsia física do tecido incorre em risco de sangramento e perfuração. Frequentemente, muitas ou poucas biópsias são coletadas. Cada espécime ressecado aumenta o custo do procedimento. Vários dias são necessários para processar a amostra para avaliação por um patologista. Os pacientes muitas vezes sentem ansiedade enquanto esperam vários dias para que os resultados da patologia fiquem disponíveis. Em comparação, outros métodos de imagem clínica, como ressonância magnética, tomografia computadorizada, PET, SPECT e ultrassom, carecem da resolução espacial e das velocidades temporais necessárias para visualizar processos epiteliais com resolução subcelular in vivo em tempo real.

Um instrumento baseado em sonda (Cellvizio) é atualmente usado rotineiramente na clínica para realizar "biópsia óptica". O design é baseado em um feixe de fibras espacialmente coerente que coleta e transmite imagens de fluorescência4. Os núcleos das fibras individuais servem como "pinholes" para filtrar espacialmente a luz fora de foco para alcançar a resolução subcelular. A varredura é realizada na extremidade proximal usando galvos grandes e volumosos. Esta localização limita a capacidade do instrumento de controlar o foco. O estadiamento adequado dos cânceres epiteliais iniciais requer visualização abaixo da superfície do tecido para avaliar a invasão e determinar a terapia apropriada. A fluoresceína, um agente de contraste aprovado pela FDA, é injetada por via intravenosa para realçar as características estruturais do epitélio. Esses endomicroscópios têm dimensões <2,4 mm de diâmetro e podem ser passados ​​facilmente pelo canal de biópsia de endoscópios médicos padrão. Essa flexibilidade permite amplo uso clínico e independe do fabricante do endoscópio. Numerosos estudos clínicos foram realizados usando este instrumento de imagem, inclusive no esôfago, estômago, cólon e cavidade oral, para a detecção precoce do câncer. Protocolos de imagem foram estabelecidos e a segurança desse procedimento foi determinada.