新型内窥镜成像技术可用于癌症活体检查吗（新型内窥镜成像技术可用于癌症活体检查嘛）

新型探头可探测直径8mm的内部

通过使用先进的多芯光纤和梯度折射率光学器件，德国研究小组使用市售的8毫米直径探头，成功地将三种非线性光学成像技术集成到单个内窥镜中。研究人员相信，这种内窥镜结合了相干反斯托克斯拉曼散射、二次谐波产生和双光子激发自发荧光，将能够取代癌症治疗中耗时的活检技术，特别是在实时手术中。

消除切片和染色步骤

将癌细胞与正常细胞分离的传统活检过程包括取出一部分可疑器官组织，将其送往实验室，对其进行染色，然后将其置于检查显微镜下，以便由训练有素的病理学家进行观察。整个过程可能需要几天的时间，使得切除恶性肿瘤的手术变得特别复杂。

近年来，多模式非线性显微镜已逐渐成为一种强大的技术，有望取代癌症或炎症性肠病等其他疾病中常用的活检，特别是与具有三种功能的相干反斯托克斯拉曼显微镜技术相结合：散射、二次谐波产生和双光子激发自发荧光。将各种非线性光学成像技术应用于组织切片的薄层可以消除标记或染色的需要，并且使用合适的设备可以提供接近衍射极限的图像。

问题在于，多模态成像通常涉及多个笨重的、桌面大小的组件，将这些组件集成到一个简单的手持设备中并在手术中使用它是一项重大的技术挑战。

最难处理的是相干反斯托克斯拉曼散射分量。与仅需要单个激发光源的自发荧光组件的二次谐波生成和双光子激发不同，CARS需要两个波长重叠的高强度光源。多光束的需要增加了CARS的封装体积，并且这些光束的扫描过程很难应用于光纤内窥镜的探头。此外，这种高强度脉冲很容易与光纤通道本身发生非线性相互作用，导致非共振背景噪声并导致微弱的CARS信号被湮灭。

多芯光纤和梯度折射率光学元件

为了利用手持式光纤工具进行多模成像，德国耶拿莱布尼茨光子技术研究所JrgenPopp教授领导的研究团队从光纤部分入手。他们的设备依赖于先进的多芯光纤，直径为半毫米，包含10,000个光管。当用于在成像光纤中传输激光信号时，这种材料能够在输入端和输出端保持空间信息。因此，激光扫描过程可以在光纤末端而不是在样品端进行，并且无需在商用光纤内窥镜探头上封装大型且耗电的光学元件。

10,000个光管被封装在直径0.5毫米的多芯成像光纤中。探头设计采用梯度折射率透镜来准直光束，并使用长通滤波器将非线性噪声收集到单独的波束形成器中。

当激光进入光纤时，它会穿过直径约为1.8毫米的梯度折射率透镜，用于准直光束。然后光束穿过长通滤波器，该滤波器允许激发光通过，同时非共振背景噪声被收集到探头内的波束形成器中。第二个梯度折射率透镜将光束引导至样品，来自样品的非线性信号穿过多个梯度折射率透镜并返回到收集光纤进行成像。

促进快速决策

耶拿的研究团队成功演示了在人体皮肤样本表面使用内窥镜，获得了300*300微米样本的2048*2048分辨率的多模式图像。成像效果可与大型成像仪器相媲美。然而，这些图像的边缘有一些光晕。研究人员认为，可以通过调整梯度折射率透镜的取向和折射率变化曲线来消除这些光晕。

同时，Popp和团队成员看好该工具在临床诊断，尤其是手术室中的应用前景。波普在一份报告中说：“我们希望有一天，多模态内窥镜成像将帮助医生在手术期间做出快速决策，从而消除对活检程序的需要。””