הדמיה מולטימודליות וספקטרוסקופיה סיבים צרור פלטפורמת Microendoscopy עבור לא פולשני, In vivo בדיקת רקמות

המטרה הכוללת של הליך זה היא אפיון פונקציונלי של רקמת in vivo על ידי שילוב מידע מבני ברזולוציה גבוהה עם נתונים ספקטרליים כמותיים. ניתן להשתמש בשיטה זו כדי לענות על שאלות מפתח בתחום הביולוגיה של הסרטן, כגון כימות השפעות הטיפול על מיקרו-מבנה רקמות וזילוף. היתרון העיקרי של טכניקה זו הוא שניתן להשתמש בבדיקה בודדת לאיסוף נתוני תמונה וספקטרוסקופיה מאותו מיקום.

ההשלכות של טכניקה זו משתרעות על טיפול בסרטן מערכת העיכול מכיוון שהבדיקה תואמת לטכניקות אנדוסקופיה קונבנציונליות. בדרך כלל, אנשים חדשים בשיטה זו יתקשו מכיוון שאי סדרים קטנים במיקום הבדיקה יכולים להשפיע באופן משמעותי על דיוק הנתונים. הרעיון לשיטה זו עלה לראשונה כאשר הבנו את החשיבות של שילוב טכניקת הדמיה ברזולוציה גבוהה עם שיטת ספקטרוסקופיה כמותית.

הדגמה חזותית של שיטה זו היא קריטית מכיוון שקשה ללמוד את שלבי ההכנה בגלל המורכבות של הבנייה והכיול כאחד. כדי להתחיל להרכיב את אופן המיקרוסקופיה הקרינה ברזולוציה גבוהה של המיקרו-אנדוסקופ הרב-מודאלי, הרכיב מראה דיכרואית של 470 ננומטר בקוביית כלוב של 30 מילימטר. חבר את מוטות הרכבת הכלוב לצד הקדמי, הימני והשמאלי של קוביית הכלוב.

חבר טבעת שמירה נטולת מתח ללוחית כלוב הברגה והברג צינור עדשה לתוך טבעת התומך. חבר לוחית כלוב נוספת לצינור העדשה המיושר עם לוחית הכלוב הראשונה. לאחר מכן, אבטח מראה אלומיניום משופרת UV בתושבת מראה בזווית ישרה.

חבר ארבעה מוטות לחזית תושבת המראה ושני מוטות באלכסון לצד ימין של התושבת. החלק את מכלול צינור העדשה לצד שמאל של קוביית הכלוב. חבר את הצד הימני של מכלול תושבת המראה למכלול צינור העדשה.

החלק תושבת תרגום ציר Z לצד ימין של המכלול. חבר עדשת אובייקט אכרומטית פי 10 לתושבת התרגום. לאחר מכן, אבטח לוחית מתאם סיבים לתושבת עדשת תרגום ציר XY.

החלק את התושבת על המכלול מול עדשת האובייקט. בעזרת טבעות תומכות, אבטח מסנן עירור מתאים ומסנן פליטה בצינורות העדשה. הברג את צינור עדשת מסנן העירור לקדמת קוביית הכלוב.

וצינור עדשת מסנן הפליטה לקדמת תושבת המראה בזווית הנכונה. בעזרת אפוקסי, חבר נורית LED של 455 ננומטר לצלחת הכלוב מול מסנן העירור. החלק לוחית כלוב לפני כל צינור עדשת מסנן.

בעזרת טבעת שמירה, אבטח עדשת צינור כפול אכרומטי לתוך צינור עדשה אחר כך שהחץ בחלק החיצוני של העדשה יפנה לצד המושחל חיצונית של צינור העדשה. חבר את עדשת הצינור ללוחית הכלוב השמאלית, הנח לוחית כלוב נוספת מול עדשת הצינור. בעזרת טבעת שמירה נטולת מתח, חבר מצלמת USB מונוכרום לצלחת הכלוב.

כדי להתחיל להרכיב את אופן ספקטרוסקופיית ההשתקפות התת-מפוזרת, חבר לוחית כלוב הברגה לחזית מקור אור הלוגן טונגסטן עם אפוקסי. הכנס ארבעה מוטות הרכבה של כלוב לתוך לוחית הכלוב והחלק תושבת תרגום ציר Z על המוטות. הברג עדשת אובייקט אכרומטית פי 20 לתוך תושבת התרגום של ציר Z.

חבר לוחית מתאם סיבים לתושבת תרגום ציר XY והחלק את התושבת על המכלול מול עדשת האובייקטיב. לבסוף, אבטח את שני המכלולים לשולחן אופטי קרוב זה לזה באמצעות התקני הרכבה מתאימים. כדי להתחיל בבניית מכשיר מיתוג הפרדת גלאי המקור, הברג לוחית מתאם סיבי SMA עם הברגה חיצונית לזרוע מנוע אלומיניום.

חבר מתאם זרוע מנוע לחלק האחורי של זרוע המנוע. לאחר מכן, הברג מנוע צעד לתוך בית מנוע אלומיניום. השחילו את מכלול זרוע המנוע על מוט המנוע והדק את בורג הנעילה.

לאחר מכן, הברג שלוש לוחות מתאם סיבים למתג אופטי ולאחר מכן הברג את לוחית הפנים על המתג האופטי. השחילו את מוט מנוע הצעד דרך החור המרכזי של המתג האופטי. הנח נהג מנוע צעד על פני הקו המרכזי של לוח אדום נטול סודה.

חבר את הנהג לאספקת חשמל מתאימה ולמנוע הצעד. אבטח את המתג האופטי לשולחן האופטי. חבר כבל תיקון של 550 מיקרומטר 0.22 na לזרוע המנוע.

חבר את הקצה השני לספקטרומטר USB. כדי לחבר את בדיקת הסיבים האופטיים, חבר את כבל סיב התמונה המרכזי של 1 מילימטר למכלול המיקרוסקופיה הקרינה ברזולוציה גבוהה. חבר את הכבל הרב-מצבי השמאלי של 200 מיקרומטר למכלול אופן הספקטרוסקופיה של ההשתקפות התת-מפוזרת.

המשך משמאל, חבר את הכבלים הרב-מצביים הנותרים על מנת למתאמים השמאליים, האמצעיים והימניים של מכשיר המיתוג האופטי. כדי להתחיל בכיול לניסוי, חבר את כל ציוד היקפי ה-USB למחשב. הפעל את כל המכשור וודא שהלוגן טונגסטן lamp תריס פתוח.

לאחר מכן, כבו את אורות החדר וסגרו מקורות אחרים של אור סביבתי. פתח את תוכנת רכישת הנתונים. אפשר לציוד לפעול במשך 30 דקות לפני שתמשיך לכיול.

הנח תקן השתקפות מפוזר של 20% בחלק התחתון של מכשיר הכיול. הכנס את בדיקת הסיב האופטי לחריץ השמאלי של המכשיר והגדר את המתג האופטי הממונע שמאלה כדי לבחור את ה-374 מיקרומטר כהגדרת DS. בתוכנה, הגדר את זמן האינטגרציה ל-500 אלפיות השנייה.

לאחר מכן, לחץ על רכוש ספקטרום כדי להתחיל ברכישה של RMAX עבור SDS זה. בסיום רכישת RMAX, שמור את הספקטרום בתיקיה ייעודית. סגור את תריס מנורת הלוגן טונגסטן ורכוש את הספקטרום הכהה R עבור SDS זה.

פתח את התריס, הזז את הגשושית לחריץ הימני במכשיר הכיול והגדר את המתג האופטי הממונע למצב האמצעי עבור הגדרת SDS של 730 מיקרומטר. רכוש RMAX ו-RDARK עבור SDS זה כדי להשלים את הכיול. ראשית, קבע את אזור העור המתאים לאיסוף נתונים.

השתמשו בהיילייטר צהוב כמקור לפירנין, צבעו קלות את האזור הנבחר. כדי להתחיל במיקרוסקופיה פלואורסצנטית ברזולוציה גבוהה, הפעל את נורית ה-LED של 455 ננומטר וסגור את התריס של מנורת הלוגן טונגסטן. הנח את בדיקת הסיבים האופטיים במגע עדין עם העור.

העבר את הגשושית על פני הרקמה המוכתמת בפירנין כדי להציג את ארכיטקטורת תובנת הזרם האפיקלי. בתוכנה הגדר זמן חשיפה ורווח מתאימים כדי למנוע רוויה בתמונה. לאחר מכן, לחץ על רכוש תמונה כדי לקבל תמונה סטטית.

שמור את הגשושית במקומה עבור ספקטרוסקופיית ההחזר התת-מפוזרת. כבה את נורית ה-LED של 455 ננומטר ופתח את הלוגן טונגסטן lamp תריס. לאחר מכן, עבור להגדרת SDS של 374 מיקרומטר משמאל.

לחץ על רכוש ספקטרום כדי לרכוש את ספקטרום רקמת ה-R עבור SDS זה. לאחר מכן, עבור למצב האמצעי ורכוש את ספקטרום רקמת SDS R של 730 מיקרומטר. פתח את תוכנת העיבוד ולחץ על הפעל.

כאשר תתבקש, בחר את ספקטרום הכיול, ספקטרום in vivo ותמונת הקרינה ברזולוציה גבוהה כדי לקבל את תמונת הרקמה. שיטת המיקרוסקופיה הקרינה ברזולוציה גבוהה מספקת תמונה ממוקדת ברזולוציה גבוהה של אתר הרקמה. צביעת פירנין מראה קווי מתאר של קרטינוציטים בודדים.

תוכנת העיבוד שלאחר העיבוד משתמשת בנתוני ספקטרוסקופיה של החזר תת-מפוזר כדי לחשב את ריכוז ההמוגלובין, ריכוז המלנין וריווי החמצן ברקמות. נבוס מלנוציטי שפיר הושווה לרקמת עור רגילה שכנה באמצעות מיקרו-אנדוסקופ רב-מודאלי זה. הנבוס המלנוציטי הראה ריכוז המוגלובין מעט נמוך יותר וריכוז מלנין מעט גבוה בהשוואה לרקמה רגילה.

לאחר שליטה, ניתן לבצע טכניקה זו תוך פחות משעה אם היא מבוצעת כראוי. בזמן ניסיון הליך זה, חשוב לתת למנורת הלוגן טונגסטן להתחמם למשך 15 דקות ולכייל את המכשור עם תקן החזר לפני איסוף הנתונים. בעקבות הליך זה, ניתן להשתמש בטכניקות אחרות כגון מיקרוסקופיה קונפוקלית או מיקרוסקופיה רב-פוטונית כדי לחקור שינויים תת-תאיים במבנה החלבון או בחילוף החומרים.

לאחר פיתוחה, טכניקה זו סללה את הדרך לחוקרים לחקור את הקשר בין זלוף רקמות ומיקרו-מבנה בתגובה לכימותרפיה. לאחר צפייה בסרטון זה, אתה אמור להיות בעל הבנה טובה כיצד לבנות ולהשתמש במכשיר הדמיה אנדוסקופית מיקרו-אנדוסקופית היברידית וספקטרוסקופיה.