使用超薄内窥镜的显微组织成像的未来
发布时间：2023-03-21 08:00:00 阅读数： 606
显微镜是医学诊断的主力军。组织病理学是最重要的医学领域之一，它涉及使用显微镜来检查组织样本中因疾病而产生的通常是微小的变化。组织病理学工作不仅作为一种诊断工具，而且对于了解疾病的一些起源以研究潜在的治疗方法也是至关重要的。
各种各样的显微镜方法被用于组织的显微成像，包括拉曼显微镜、光学光显微镜和红外显微镜。
一些显微镜方法，如拉曼和红外显微镜，有助于恢复关于存在的化学物种的信息，为诊断增加一个额外的维度。其他方法，如光学显微镜，可以相对简单地执行，这在繁忙的医院实验室环境中是必不可少的，因为样品的周转率很高。
选择成像方法时的考虑因素包括哪些标记物被认为是 "疾病特异性的"，例如，疾病引起的细胞水平的变化是否足够独特，可以自信地进行鉴定，或者是否需要关于生物标记物种类的额外化学信息。
其他考虑因素是可用的组织样本的数量及其质量。在恶劣的储存条件下，样本可能会退化，使其更难用于有把握的诊断。
鉴于获取组织样本的活检有时是痛苦的，并有其自身的临床风险，最近的发展是将显微镜方法从实验室环境转移到 "体内 "测量，即直接在病人身上进行测量。
使用体内方法有许多潜在的优势，包括能够 "实时 "更新病人的状态，例如检查所有的癌症组织是否在手术中被切除。
什么是内窥镜检查？
进行组织病理学活检的原因之一是需要手术干预以达到肿瘤或疾病的部位。改善手术效果的一个主要进展是腹腔镜技术的发展，有时被称为钥匙孔技术。7
在进行腹腔镜手术时，外科团队需要在手术时看到病人的身体内部。要做到这一点，需要使用被称为内窥镜的设备。
一个标准的内窥镜是一个细管状的装置，末端有强光和一个摄像头。它被插入感兴趣的部位，在那里照亮组织，并通过局部区域的光缆将图像传输到外科医生在手术中可以监控的摄像头。
内窥镜只需要很小的切口，本身就被用作手术辅助工具和诊断工具。8 大多数内窥镜使用可见光源和摄像机，但也有可能使用其他光源和显微镜技术。
最近的工作证明了使用灵活的超薄全息内窥镜对组织进行微观成像的可能性，这种方法被称为无透镜傅里叶全息成像9。
全息成像
全息实验涉及从检测到的信号中重建一个波前。随着数字全息方法的出现，这通常是由计算机通过算法来完成的，其中信号的强度和相位信息被重建。
全息方法用于内窥镜检查的一个优点是，它们不需要透镜就能达到标准透射或基于荧光的光学方法的确切空间分辨率。
镜头一般都很笨重，而内窥镜中的光纤束需要尽可能小，以尽量减少病人的不适感，因此并不总是实用。使用光纤束来提高光收集效率是不可取的，因为这增加了探测仪器的体积。
使用全息内窥镜，可以用直径小于350微米的纤维束达到0.85微米和14微米的横向和轴向空间分辨率。9该小组还表示，进一步缩小纤维束的尺寸将非常简单。
内窥镜技术的未来可能性
与通常需要对样品进行染色或预处理的实验室光学显微镜方法相比，内窥镜的设计很有优势，因为不需要为成像准备组织。
该团队在图像中实现了非常高的对比度，使之更容易识别物体。
进一步的改进包括使执行图像处理的算法更加有效，以帮助减少图像中的运动伪影。
所用的内窥镜也很灵活，使其更容易插入。由于新内窥镜的大小与针灸针相当，它也可以插入到诸如肺部的微小气道等区域，甚至有可能插入大脑。
通过对该设备的调整，该团队还建议，可能会将其用于基于光的医疗，即激光脉冲被送入光纤以照射体内的肿瘤，或者用光来光活化特定的药物化合物。
参考资料
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