Hispanopedia WikiUn endoscopio de fibra de escaneo es una tecnología que utiliza un catéter periférico o coronario flexible y pequeño (< 6 Fr) para proporcionar imágenes de video basadas en láser de campo amplio, alta calidad y a todo color. Estas diferencias distinguen las aplicaciones de SFE de los enfoques de imágenes actuales como IVUS y OCT intracoronaria . Las aplicaciones para el dispositivo (que estaba pendiente de revisión y aprobación de la FDA en 2017)Se espera que incluyan diagnóstico médico y apoyo para determinar tratamientos intervencionistas como cirugía o biopsia . Al proporcionar imágenes a todo color y una visión quirúrgica en tiempo real de amplio campo de visión de las profundidades internas de las arterias, los médicos pueden sortear tejidos internos de difícil acceso para evaluar posibles enfermedades.
Métodos
La tecnología SFE se desarrolló en la Universidad de Washington con el propósito de proporcionar imágenes láser de alta calidad dentro de un endoscopio ultradelgado y flexible . Se cree que el concepto de mover una fibra óptica para producir imágenes 2D con seccionamiento confocal e iluminación láser fue propuesto por primera vez para aplicaciones endoscópicas por Giniunas et al. en 1993. Un avance importante de la SFE es el escaneo rápido y la generación de imágenes de alta calidad mediante una fibra resonante modulada en amplitud.
Mediante una fibra monomodo que vibra en resonancia, el SFE escanea el tejido resaltado por un punto láser enfocado. Un detector registra la señal de retrodispersión multiplexada en el tiempo. Para acceder a áreas arteriales de difícil acceso, la fibra y el tubo del SFE son extremadamente pequeños. El tubo piezoeléctrico tiene un diámetro de 400 micras y aloja la fibra óptica monomodo. La punta de la fibra es impulsada por el tubo y tiene una frecuencia de resonancia actual de 5 kHz, que se expande en un patrón de 250 espirales (imagen de 500 píxeles de diámetro) a una velocidad de fotogramas de 15 Hertz. La punta distal de 1,06 mm de diámetro aloja el sistema de lentes, que determina los parámetros de imagen. Los sistemas prototipo ofrecen un campo de visión de 70 grados y una resolución de 10 micras. Las fuentes láser están acopladas a la fibra de escaneo y utilizan láseres rojos, verdes y azules para crear imágenes en color. Para recoger la luz retrodispersada, se colocan doce fibras multimodo de 250 micras alrededor de la periferia del microescáner, creando una punta distal de 1,6 mm.
Ventajas
La mayoría de las imágenes médicas de órganos internos se segmentan en dos grupos:
- Tomografía computarizada (TC) de rayos X, resonancia magnética (RM) y ultrasonido , que se utilizan para obtener imágenes de estructuras y, por lo general, con baja resolución espaciotemporal (milímetros, segundos); y
- Tecnologías de endoscopia óptica, que se utilizan para obtener imágenes de superficies con alta resolución espaciotemporal (micrómetros, milisegundos).
La endoscopia requiere la visualización directa de las superficies de los órganos internos. Esto significa que tanto los componentes de iluminación como los de detección deben navegar a través de una anatomía a menudo extremadamente compleja para visualizar un área específica. Tanto el tamaño como la flexibilidad del endoscopio determinan la capacidad de acceder a estas regiones. Los endoscopios de menor diámetro y alta flexibilidad pueden reducir el traumatismo tisular, la necesidad de sedación y el dolor del paciente. [ 1 ]
La capacidad de lograr una resolución nítida al tiempo que se reduce significativamente el diámetro del dispositivo para mejorar la navegación arterial es una ventaja de la tecnología SFE. Las tecnologías actuales de endoscopios flexibles que utilizan haces de fibra coherente de 1 mm tienen aproximadamente el mismo grosor que un dedo humano. Cuando se reduce el tamaño de estos dispositivos, la resolución se degrada considerablemente, lo que resulta en una calidad de imagen prácticamente inexistente para el médico que los utiliza.
Desventajas
Todos los diseños de endoscopios flexibles están limitados por la difracción de la luz. La lente objetivo y las propiedades de iluminación determinan la función de dispersión de punto espacial (PSF) que se imprime en la imagen. En los endoscopios, la PSF tiene el mayor impacto en el interior del dispositivo, en el plano focal real. En la aplicación del campo de visión (FOV), el área limitada dentro del dispositivo y la separación resoluble entre puntos se pueden utilizar para calcular la resolución de la imagen.
Aplicaciones clínicas
Coronario
En Estados Unidos se producen 800 000 oclusiones totales crónicas (OTC) al año. Debido a la dificultad, solo el 25 % de estas oclusiones reciben tratamiento [100]. Según los CDC, en 2010 se realizaron 4,5 millones de procedimientos para visualizar la arteria coronaria, incluyendo 454 000 reemplazos de stents; 500 000 procedimientos de angioplastia con balón / stent /coronarios; y 1 millón de cateterismos coronarios.
Ataque
Los recientes éxitos en el tratamiento del ictus agudo están impulsando la necesidad de que todos los centros especializados en ictus realicen intervenciones de reperfusión endovascular. En Estados Unidos, se realizan 500 000 intervenciones de reperfusión endovascular al año.
El SFE proporciona al intervencionista una visión en tiempo real de la implantación de los stents y una evaluación de la oposición, la simetría de los puntales del stent, la interacción con las ramas laterales, la disección y la formación de trombos.
Entre las aplicaciones diagnósticas previstas se incluyen la caracterización del lumen de la placa para una mejor selección del dispositivo y la endotelización de los stents previamente colocados.
La SFE también puede permitir al intervencionista utilizar menos angiografía: la angiografía se usaría como mapa de ruta y la SFE para ayudar a colocar el alambre en el vaso, ver la superficie proximal de los vasos totalmente ocluidos y otros matices vasculares únicos.
Seguridad
El uso de SFE en lugar de los métodos actuales puede ayudar a reducir estos riesgos laborales actuales:
- Reduce el dolor de espalda del operario al eliminar el uso de delantales de plomo pesados.
- Reduce el riesgo de radiación de rayos X para el paciente y el operador al disminuir la necesidad de realizar radiografías.
- Reduce los riesgos renales del paciente al disminuir el uso de contraste yodado.
Referencias
- ↑ Seibel EJ. Cateteroscopio de 1 mm. Fibras ópticas y sensores para aplicaciones de diagnóstico y tratamiento médico VIII, Proc. SPIE. 2008; 6852:685207–8.
[2] Hirschowitz BI, Curtiss LE, Peters CW, Pollard HM. Demostración de un nuevo gastroscopio, el fibroscopio. Gastroenterología. 1958;35(1):50. discusión 51–3. [PubMed]
[3] Baillie J. El endoscopio. Gastrointest Endosc. 2007;65(6):886–93. [PubMed]
[4]Fujikura. FIA: Imagen de Fibra. Fujikura; 2009.
[5] Sumitomo 2009http ://www.sumitomoelectricusa.com .
[6] Funovics MA, Weissleder R, Mahmood U. Imágenes in vivo de la actividad enzimática y la expresión génica mediante catéter: estudio de viabilidad en ratones. Radiology. 2004;231(3):659–66. [PubMed]
[7] Muldoon TJ, Pierce MC, Nida DL, Williams MD, Gillenwater A, Richards-Kortum R. Imágenes moleculares con resolución subcelular en tejido vivo mediante microendoscopia de fibra. Opt Express. 2007;15(25):16413–23. [Artículo gratuito en PMC] [PubMed]
[8] Udovich JA, Kirkpatrick ND, Kano A, Tanbakuchi A, Utzinger U, Gmitro AF. Características de fondo espectral y transmisión de haces de imágenes de fibra óptica. Appl. Opt. 2008;47(25):4560–4568. [PubMed]
[9] Knittel J, Schnieder L, Buess G, Messerschmidt B, Possner T. Microscopio confocal compatible con endoscopio que utiliza un sistema de lentes de índice de gradiente. Optics Communications. 2001;188(5-6):267–273.
[10] Sung KB, Liang C, Descour M, Collier T, Follen M, Richards-Kortum R. Microscopio de reflectancia confocal de fibra óptica con objetivo en miniatura para imágenes in vivo de tejidos humanos. IEEE Trans Biomed Eng. 2002;49(10):1168–72. [PubMed]
[11] Rouse AR, Kano A, Udovich JA, Kroto SM, Gmitro AF. Diseño y demostración de un catéter miniatura para un microendoscopio confocal. Applied Optics. 2004;43(31):5763–5771. [PubMed]
[16] Seibel EJ, Smithwick QYJ. Características únicas de la exploración óptica, endoscopia de fibra única. Lasers in Surgery and Medicine. 2002;30(3):177–183. [PubMed]
[17] Seibel EJ, Smithwick QYJ, Brown CM, Reinhall PG. Endoscopio flexible de fibra única: diseño general para tamaño pequeño, alta resolución y amplio campo de visión. Biomonitoring and Endoscopy Technologies, Proc. SPIE. 2001; 4158:29–39.
[18] Seibel EJ, Johnston RS, Melville CD. Un endoscopio de fibra de escaneo a todo color. Fibras ópticas y sensores para aplicaciones de diagnóstico y tratamiento médico VI, Proc. SPIE. 2006; 6083:608303–8.
[19] Seibel EJ, Brown CM, Dominitz JA, Kimmey MB. Endoscopia de fibra única por escaneo: una nueva plataforma tecnológica para imágenes láser integradas, diagnóstico y terapias futuras. Gastrointest Endosc Clin N Am. 2008;18(3):467–78. viii. [Artículo gratuito de PMC] [PubMed]
[20] Giniunas L, Juskaitis R, Shatalin SV. Endoscopio con capacidad de seccionamiento óptico. Applied Optics. 1993;32(16):2888–2890. [PubMed]
[87] Smithwick QYJ, Vagners J, Reinhall PG, Seibel EJ. Un controlador de espacio de error para un escáner de fibra resonante: Simulación e implementación. Journal of Dynamic Systems Measurement and Control-Transactions of the Asme. 2006;128(4):899–913.
[88] Smithwick QYJ, Vagners J, Johnston RS, Seibel EJ. Un controlador de seguimiento adaptativo no lineal híbrido para un microescáner de fibra resonante. Journal of Dynamic Systems Measurement and Control-Transactions of the ASME. 2010;132(1)
[100] Informe de investigación de BCC, julio de 2013
- Endoscopia