Ultra-hochauflösende, sondenbasierte, konfokale Lasermikroskopie in Kombination mit Videomosaicing

Hintergrund: Die konfokale Fluoreszenz Lasermikroskopie (CFM) ermöglicht während einer endoskopischen Untersuchung in-vivo histopathologische Darstellungen. Seit kurzem ist ein Prototyp einer ultra-hochauflösenden CFM-Sonde (“MiniO“, Mauna Kea, Paris) verfügbar, die dynamische Bilder (12 Bilder/Sek.) mit der Darstellung einzelner Zellen in einem Sichtfeld von 200×240µm sowie einer axialen Auflösung von 3µm ermöglicht. Allerdings erschweren das kleine Sichtfeld sowie Bewegungsartefakte die Beurteilung des Gewebes. Zur Reduzierung dieser Effekte wurde ein Algorithmus entwickelt, der die dynamischen Bilder zu einer “Panoramadarstellung“ rekonstruiert. Ziel dieser Studie ist die klinischen Anwendungsmöglichkeiten dieses neuartigen Systems aufzuzeigen.

Patienten und Endoskopie: Insgesamt konnten 9 Sequenzen während regulären Endoskopien aufgezeichnet werden. Die CFM-Sonde wurde auf 30µm (seitliche Auflösung 1µm, axiale Auflösung 3µm) mit einem Sichtfeld von 240×200µm eingestellt. 7–10ml Fluoreszein (1%) wurden präinterventionell intravenös appliziert. Die portable Minisonde wurde über den Instrumentierkanal des Endoskops eingeführt und langsam über das Gewebe geführt. Die CFM-Sequenzen wurden in Echtzeit aufgezeichnet und digital gespeichert. Postinterventionell wurde der Algorithmus zur Rekonstruktion der “Panoramadarstellung“ angewendet. Dieser basiert auf einem hierarchisch gegliederten Bildergerüst, an dem die neu aufgenommenen Bilder angepasste und angeglichen werden um die Bewegungsartefakte in allen 3 Dimensionen zu kompensiert.

Ergebnisse: Einzelne Zellwände, Zellstrukturen sowie entzündlich veränderte Mukosa konnten klar dargestellt werden. Durch das Mosaicingverfahren vergrößerte sich das Sichtfeld um das 2 bis 4 fache, Bewegungsartefakte wurden kompensiert sowie zusätzlich die Bildauflösung verbessert.

Schlussfolgerung: Diese ersten Ergebnisse zeigen dass Potential der ultra-hochauflösenden sondenbasierten CFM in Verbindung mit Videomosaicing. Mikroskopische in-vivo Darstellungen sind auf einem vergleichbaren Niveau zur herkömmlichen histopathologischen Untersuchung möglich. Dynamische Bilder mit einem kleineren Sichtfeld werden durch einen speziellen Algorithmus in höchster Auflösung zu einer unbewegten “Panoramadarstellung“ rekonstruiert.