Messa a fuoco più nitida / Sharper focus

Messa a fuoco più nitida / Sharper focus

Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Giuseppe Cotellessa

È stato dimostrato che le apparecchiature che visualizzano immagini nitide ed ad alta risoluzione durante le endoscopie forniscono una diagnosi così accurata da ridurre la necessità di biopsie.

L'endomicroscopio confocale è stato sviluppato congiuntamente da Pentax e dall'australiana Optiscan Imaging per l'uso negli esami del tratto gastrointestinale. Gli usi tipici includono la sorveglianza delle alterazioni neoplastiche, in cui le cellule normali si trasformano in cellule tumorali, e la diagnosi di condizioni difficili da confermare con l'esame endoscopico standard e la tecnica della biopsia random.

Nella microscopia confocale, un punto di illuminazione viene proiettato su un campione e la luce riflessa viene schermata per eliminare le informazioni fuori fuoco. Ha una profondità di campo controllabile, che consente di raccogliere sezioni ottiche seriali da campioni spessi.

La tecnica mostra singole cellule fino a 250 micrometri sotto la superficie della mucosa della parete intestinale con un dettaglio equivalente all'esame al microscopio. Ciò consente l'analisi cellulare in vivo per guidare biopsie accuratamente mirate.

Optiscan Imaging ha avviato una partnership con Pentax nel 2002 per sviluppare la miniaturizzazione necessaria per l'endoscopia flessibile. Optiscan progetta e produce i componenti confocali, tra cui lo scanner, l'elettronica di controllo, l'illuminazione laser e il software. Pentax produce la lente dello scanner e la integra nell'endomicroscopio.

Peter Delaney, direttore tecnologico e fondatore di Optiscan, ha affermato che sono state integrate diverse tecnologie. "L'innovazione originale è stata l'utilizzo di un elemento in fibra ottica specializzato che fungeva sia da illuminazione che da foro stenopeico di rilevamento in un microscopio confocale. In precedenza, i microscopi confocali da banco erano di grandi dimensioni ed utilizzavano fori stenopeici fisici per ottenere il sezionamento ottico di tessuti spessi.

Per sfruttare i vantaggi della fibra, è stato necessario inventare meccanismi di scansione miniaturizzati ed un mezzo per controllare la profondità di imaging nel tessuto doveva essere altamente miniaturizzato. Abbiamo risolto questo problema utilizzando materiali in lega a memoria di forma per ottenere un fattore di forma ridotto con un controllo preciso. Questi erano dotati di una lente obiettivo multi-elemento di piccole dimensioni progettata congiuntamente da Pentax e Optiscan".

A causa dei rigorosi standard di sicurezza richiesti per i dispositivi medici, anche i prototipi venivano progettati come un prodotto finale. Pentax ha portato la piena funzionalità di un endoscopio convenzionale nei prototipi per produrre versioni destinate all'uso in ambito clinico.

I primi utilizzatori nel Regno Unito sono stati il ​​Dott. Paul Hurlstone del Royal Hallamshire Hospital ed il Dott. Mike Thompson dello Sheffield Children's Hospital.

Thompson, azienda leader nell'endoscopia pediatrica nel Regno Unito, ha iniziato a testare l'apparecchiatura parallelamente alle tecniche standard sei mesi fa ed afferma che ha già riscosso un grande successo. "Per la prima volta siamo stati in grado di eseguire colonscopie sui bambini senza dover effettuare biopsie", ha affermato. "Sebbene al momento dobbiamo ancora prelevare campioni poiché si tratta di uno studio comparativo, potenzialmente sarà possibile eseguire un esame senza dover prelevare frammenti di tessuto dalla mucosa intestinale del paziente".

La principale applicazione negli adulti sarà nella diagnosi del cancro, ma la tecnica può essere utilizzata per tutte le indicazioni gastrointestinali in pediatria.

Oltre ad una maggiore accuratezza, la tecnica potrebbe rendere l'identificazione di una condizione significativamente più rapida. "È possibile identificare una condizione senza dover prelevare un campione di tessuto, attendere che il laboratorio lo analizzi e poi esaminarlo al microscopio, un'operazione che richiede circa cinque giorni", ha affermato Thompson. "Aiuta a fare una diagnosi immediata e, se è necessario eseguire una biopsia, aiuta anche ad identificare l'area potenzialmente più utile da cui prelevarla".

Sebbene l'endomicroscopio di Pentax sia più costoso da acquistare rispetto alle apparecchiature attuali, potrebbe far risparmiare denaro durante l'uso. "A parte il problema della sicurezza, le biopsie che eseguiamo sono piuttosto costose", ha affermato Thompson. "Se si può evitare di eseguirle, si ottiene un ulteriore vantaggio in termini di risparmio economico. Spendiamo oltre 400.000 sterline all'anno per biopsie pediatriche solo in questo centro, quindi il potenziale risparmio sui costi è enorme".

Ritiene che la tecnologia continuerà ad evolversi. "Penso che probabilmente vedremo endomicroscopi più piccoli, più facili da usare per via orale. Le dimensioni attuali dell'endomicroscopio ci impediscono di utilizzarlo su bambini molto piccoli di età inferiore ad un anno circa".

Delaney prevede che l'endomicroscopio confocale raggiungerà nuovi orizzonti nell'imaging ad altissima risoluzione, rendendolo più automatizzato per applicazioni ormai consolidate e ben comprese. "Anche l'imaging molecolare mirato si profila come un'importante area di applicazione", ha affermato.

ENGLISH

Equipment that displays sharp-focus, high-resolution images during endoscopies has been shown to provide diagnostics so accurate it reduces the need for biopsies.

The Confocal Endomicroscope was jointly developed by Pentax and Australia-based Optiscan Imaging for use in gastrointestinal tract examinations. Typical uses include surveillance for neoplastic change, where normal cells change into tumour cells, and diagnosis of conditions difficult to confirm by regular endoscopic examination and random biopsy technique.

In confocal microscopy, a point of illumination is projected over a specimen and the reflected light is screened to eliminate out-of-focus information. It has a controllable depth of field, giving the ability to collect serial optical sections from thick specimens.

The technique shows individual cells up to 250 micrometres below the surface of the gut wall mucosa at detail equivalent to examination under a microscope. This allows in vivo cellular analysis to guide accurately targeted biopsies.

Optiscan imaging created a partnership with Pentax in 2002 to develop the miniaturisation required for flexible endoscopy. Optiscan designs and manufactures the confocal components, including the scanner, control electronics, laser illumination and the software. Pentax manufactures the scanner lens and integrates the scanner in to the endomicroscope.

Peter Delaney, director of technology and founder of Optiscan, said a number of technologies were converged. 'The original innovation was the use of a specialised optical fibre element acting as both the illumination and detection pinhole in a confocal microscope. Previously, bench-top confocal microscopes were large and used physical pinholes to achieve optical sectioning of thick tissue.

'To take advantage of the fibre, miniaturised scan mechanisms had to be invented and a means of controlling the depth of imaging in the tissue had to be highly miniaturised. We solved this using shape memory alloy materials to achieve a tiny form factor with precise control. These came with a multi-element, tiny objective lens designed jointly by Pentax and Optiscan.'

Because of the rigorous safety standards demanded for medical devices, even prototypes were designed like a final product. Pentax brought the full functionality of a conventional endoscope to prototypes to produce versions for use in clinical environments.

The first UK users were Dr Paul Hurlstone at the Royal Hallamshire Hospital and Dr Mike Thompson at the Sheffield Children's Hospital.

Thompson, a leader in UK paediatric endoscopy, started testing the equipment in parallel with regular techniques six months ago and says it has already proven a great success. 'For the first time we've been able to do colonoscopies on children and not have to take biopsies,' he said. 'Although we currently still have to take samples as it's a comparative study, potentially you'll be able to do an examination and not have to take pieces of tissue away from the lining of the patient's bowel.'

The main adult application will be in diagnosing cancer but the technique can be used for all gastrointestinal indications in paediatrics.

In addition to increased accuracy, the technique could make identification of a condition significantly faster. 'You can identify a condition without having to take a bit of tissue, wait for the lab to analyse it and then have a look at it under the microscope, which takes around five days,' said Thompson. 'It helps to make an immediate diagnosis and if you do need to take a biopsy, it also helps you identify where would be the most potentially useful area to take it from.'

Although Pentax's endomicroscope is more expensive to buy than current equipment, it could save money in use. 'Aside from the safety issue, the biopsies that we take are quite expensive,' said Thompson. 'If you can avoid taking them, that's an additional financial saving advantage. We spend upwards of £400,000 a year on biopsies on children just at this one centre, so the potential cost saving is enormous.'

He believes the technology will continue to evolve. 'I think we're likely to see smaller scopes which are easier to use by mouth. Current scope size prevents us using it in really small children under the age of about a year.'

Delaney sees the Confocal Endomicroscope going where ultra-high resolution imaging has never been before, and making it more automated for applications that are now established and well understood. 'Molecular targeted imaging also looms large as a major application area,' he said.

Da:

https://www.theengineer.co.uk/content/news/sharper-focus?utm_source=content_recommendation&utm_medium=blueconic