共聚焦显微成像系统P9000图像质量评价临床研究

目的评价共聚焦显微成像系统P9000检测人体消化道相关组织的有效性和安全性。方法选取2021年8月至2022年6月在北京中医药大学东方医院和山东大学齐鲁医院行内镜检查的96例患者为研究对象。94例受试者纳入全分析集(Full Analysis Set,FAS),90例患者纳入符合方案集(Per Protocol Set,PPS)。通过多中心、随机、自身对照研究,统计共聚焦显微成像系统P9000与国际公认的Cellvizio®系统检测人体消化道相关组织的图像质量评分一致性和95%CI,以及两组的操作时间和不良反应发生情况。结果FAS和PPS两款器械图像质量评分一致性和95%CI分别为92.55%(87.25%~97.86%)和92.22%(86.69%~97.76%),两者95%CI下限均大于目标值84.6%;两组器械操作时间相当,差异无统计学意义(P>0.05);两组均无设备导致的不良反应发生。结论共聚焦显微成像系统P9000的临床使用有效性和安全性达到了设计要求,值得临床推广应用。

基于共聚焦激光显微内镜的海水淹溺肺损伤大鼠肺通透性的实时活体评价

背景急性肺损伤是临床常见急危重症,其核心病理特征是气血屏障的破坏,目前对肺损伤中气血屏障结构及功能改变进行活体评估的研究甚少。目的使用共聚焦激光显微内镜实现大鼠肺的在体可视化成像和海水淹溺肺损伤大鼠肺通透性的实时动态活体评估。方法10只SD大鼠随机分为对照组和海水淹溺(seawater drowning,SW)组,每组5只;SW组通过气管滴注人工海水建立海水淹溺肺损伤模型,造模后3 h进行肺活体观察窗开窗手术,4 h时经股静脉推注0.2 mL异硫氰酸荧光素-葡聚糖(10 mg/mL);对照组不进行海水滴注,其余操作同SW组。使用共聚焦激光显微内镜对右肺下叶进行30 min活体观察,对成像0 min、10 min、20 min、30 min时的共聚焦图像进行染料渗漏指数及荧光分布均匀程度的分析;成像结束后处死大鼠,取肺组织、外周血及肺泡灌洗液,进行组织病理学检查、FITC-Dextran渗漏量检测、肺泡灌洗液蛋白含量检测及肺组织湿/干比测定。结果经静脉给予FITC-Dextran后,共聚焦激光显微内镜下可观察到肺微循环和肺泡结构的实时图像;对照组血管及肺泡结构较清晰,未出现血管外空间荧光强度的明显增加,而SW组血管结构随时间推移逐渐模糊,各时间点SW组的渗漏指数均高于对照组(P<0.05),10 min、20 min、30 min时荧光分布的变异系数均低于对照组(P<0.05);SW组的染料渗漏量、肺泡灌洗液蛋白含量及肺组织湿/干比均高于对照组(P<0.05)。结论海水淹溺造成大鼠肺组织结构破坏,肺通透性增加;利用共聚焦激光显微内镜可实现大鼠肺组织结构的在体可视化成像,通过对共聚焦图像的定量分析,还可实现大鼠气血屏障通透性的实时活体评估。

共聚焦激光显微内镜在胃癌鉴别诊断及预后评估中的研究进展

我国胃癌早期检出率仅为5%~20%,每年新发病例及死亡病例却较高。因此,早期发现对于改善胃癌患者预后及生存率意义重大。共聚焦激光显微内镜(CLE)能够将上皮黏膜放大1000倍,最大程度防止随机活检存在的误诊漏诊,无需病理学活检,基本等同于病理显微镜,存在较高的诊断价值。本研究则从胃癌患者的内镜诊断、CLE工作原理、CLE在胃疾病中的应用、CLE在胃癌患者中的优势与不足以及前景展望等方面进行论述,为临床提供一定参考价值。

应用激光扫描共聚焦显微成像术研究光敏剂亚细胞定位

目的应用激光扫描共聚焦显微成像系统及荧光定量分析方法,探讨血卟啉单甲醚(HMME)在靶细胞亚细胞结构中的精确定位及定量分析的可行性。方法将传代培养的鼠肺内皮细胞与HMME共同孵育24h。应用激光扫描共聚焦显微成像系统,选择特异性细胞器荧光探针若丹明(rhodamine)-123、荧光素黄(luciferyellow)、DiOC6(3)和BODIPY分别标记细胞内线粒体、溶酶体、内质网和高尔基体。采取不同的采集顺序激发染色细胞样品,通过预先设置的相应的发射滤光片分别采集细胞内HMME与细胞器探针的荧光图像。通过计算机图像处理,采用像素-荧光强度分析方法对光敏剂进行亚细胞定位。结果采用先激发探针后激发HMME的顺序,HMME及荧光探针的荧光强度及形态特征保持较好;细胞质与细胞核内HMME平均荧光光强差异有显著意义,前者是后者的2倍以上;HMME在4种细胞器区域平均荧光光强与细胞平均荧光光强(J1/J2)比值的差异有显著意义;随参数m的增高,HMME在4种细胞器区域J1/J2比值呈下降趋势。结论HMME在细胞内线粒体、溶酶体、内质网和高尔基体均有分布;应用激光共聚焦显微成像系统结合荧光定量分析法能对荧光效率极低的光敏剂进行精确的亚细胞定位及分布定量比较。

荧光共焦并行探测显微成像系统设计及实验

将数字微镜器件加入到荧光显微成像系统中,代替传统共焦显微系统中的照明针孔,利用其调制特性,通过在数字微镜器件上加载不同图片,实现对光束的分割.对马铃薯细胞分别进行四通道、六通道、九通道的荧光细胞探测,同时采用平面反射镜作为样品,测试得到系统的深度响应曲线,分析了系统的分辨率.实验结果表明,数字微镜器件的加入实现了从点对点共焦成像变为多点并行共焦显微成像,提高了显微成像的探测速度,同时具有较高的分辨率.

窄带成像放大内镜和共聚焦激光显微内镜诊断胃肿瘤性病变的价值

目的探讨窄带成像放大内镜和共聚焦激光显微内镜在诊断胃肿瘤性病变中的价值。方法选择2015年1月~2016年12月在我院就诊的疑似胃部恶性病变的患者100例为研究对象。所有患者均行常规白光内镜、窄带成像放大内镜、共聚焦内镜检查。以病理检查结果为金标准,分析窄带成像放大内镜、共聚焦内镜检查敏感度、特异度、阳性预测值、阴性预测值,并分析与病理检查结果的一致性。结果窄带成像放大内镜诊断敏感度91.1%;特异度96.3%;阳性预测值93.2%;阴性预测值92.9%。与病理诊断的一致性分析结果显示κ=0.85。共聚焦内镜诊断敏感度91.1%;特异度90.9%;阳性预测值89.1%;阴性预测值92.6%。与病理诊断的一致性分析结果显示κ=0.82。窄带成像放大内镜与共聚焦内镜在诊断胃肿瘤性病变中的敏感度、特异度、阳性预测值以及阴性预测值比较差异无统计学意义(P>0.05)。结论窄带成像放大内镜和共聚焦激光显微内镜诊断胃肿瘤性病变与病理结果具有较高的一致性。

共聚焦激光扫描显微系统光学设计

为了实现非接触式、快速高精度的光学检测,设计了一种共聚焦激光扫描显微光学系统。在保证设计指标的前提下,简化了各光组的结构,采用7片球面透镜并以K9玻璃作为透镜材料。使用Zemax软件对光学系统进行了设计和仿真。结果表明:物镜的数值孔径为0.49;系统的径向和轴向光学分辨率分别为0.400μm和0.772μm;显微聚焦系统聚焦弥散斑直径小于2μm;照明系统聚焦弥散斑直径小于10μm;探测系统的聚焦光斑直径小于20μm;根据仿真结果确定了针孔1和针孔2的尺寸均为20μm,且厚度不超过0.1mm;各子系统的MTF曲线均接近衍射极限,具有很高的光学传输效率。

二次离子质谱-激光扫描共聚焦显微镜联用对单细胞显微成像-原理及应用

二次离子质谱(SIMS)分析主要用于半导体、地质等领域材料表面分析,随着科学仪器技术的发展,近年来,SIMS在生命科学领域中得到了越来越广泛的应用。SIMS可以实现对样品表面的质谱分析、化学成像以及深度剖析。三维SIMS成像分析的横向分辨率可达80~100 nm,纵向分辨率1~5 nm。但是,由于缺少特异性指示亚细胞结构的碎片离子,单细胞SIMS成像分析仍然面临着诸多挑战。激光扫描共聚焦显微成像(LSCM)作为一种单细胞成像技术已日趋成熟,可以对单细胞中的荧光分子或者对荧光标记的目标分子、细胞器成像,获得高分辨率亚细胞结构成像图。因而,LSCM在单细胞形貌分析上的优势和SIMS在单细胞化学成像方面的优势可以有效互补,其联合应用能显著提升单细胞分析的应用范围、深度和结果的准确性。本文重点介绍SIMS成像以及SIMS-LSCM联用成像在单细胞成像研究中的应用进展,在总结、评述该领域代表性工作的同时,对SIMS-LSCM联用成像在化学和生命科学研究,特别是在细胞生物学和药物发现领域的应用前景进行了展望。

应用小动物活体激光共聚焦成像系统对大鼠腹壁循经组织组织液分布的初步观察

目的:初步观察探究活体大鼠腹壁循经组织的组织液分布特征和相关形态结构。方法:大鼠麻醉后尾静脉注射10%的荧光素钠溶液(0.1 ml/kg),注射30 min后剥离腹部皮肤,使用活体激光共聚焦成像系统观察腹壁组织不同深度的荧光素钠溶液分布及相关组织的形态结构特征。结果:荧光素钠注射30 min后,使用活体激光共聚焦成像系统观察到在大鼠腹壁正中线即任脉循行位置不同深度组织中的组织间隙较大,其中填充着大量混合荧光素钠的组织液,并分布有少量胶原纤维、毛细血管、脂肪细胞等实体组织。腹中线水平旁开5 mm和1 cm处的非经组织主要为实体组织,其组织中的间隙空间和组织液含量远远小于腹中线。新鲜腹壁组织冰冻切片显示,腹壁组织中存在大小不等、纵横交错且相互连接沟通的组织间隙,腹中线组织的间隙空间大于周围组织,这一结果与激光共聚焦图像特征吻合。结论:大鼠腹壁循任脉组织中存在比周围非经组织较大的组织间隙和较多的组织液。

中国显微内镜消化系统疾病临床应用共识意见

随着消化道疾病早期筛查观念的普及和内镜技术的不断发展,许多高分辨率和高诊断敏感性的新型内镜技术在传统内镜的基础上应运而生。显微内镜是将消化内镜技术与显微成像相结合的一种新型内镜检查手段,以共聚焦激光显微内镜和细胞内镜为代表,可实时、无创地在细胞和亚细胞水平进行胃肠道黏膜组织学检查。近年来,显微内镜技术发展迅速,临床应用范围不断扩大,如何实现其使用过程的规范化成为亟待解决的问题。本共识在现有国内外临床实践和相关研究的基础上,以临床问题为导向、循证医学为基础,经专家组成员审阅、讨论和投票后,针对显微内镜的应用范围、诊断标准、质量控制等方面最终提出28条推荐意见,并评估其证据质量和推荐强度,以期指导显微内镜的规范化应用。

运用激光扫描共聚焦显微技术研究大草履虫口胞器与消化胞器

本文利用激光扫描共聚焦显微技术(Laserscanningconfocalmicroscopy,LSCM)对大草履虫(Parameciumcaudatum)口胞器及消化胞器进行了再观察,通过连续断层扫描和三维重建技术,清晰地显示出草履虫口胞器中前庭、口腔、内口膜、四分膜、背咽膜、腹咽膜等结构,它们的位置和形态与前人的工作结果基本一致,并给出口胞器结构的三维立体构象。观察了虫体内的食物泡及其形成过程。看到胞咽在摄食并形成食物泡时其直径变大的现象,表明Allen(1974)有关消化后期食物泡产生的微小泡回到胞咽处与胞咽膜融合的时间应该是在胞咽直径扩大时,此时微小泡参与到胞咽膜上,进而再参与到新食物泡膜的形成过程中,由此完成膜的循环再利用。在样品制备中采用KMnO4替代了免疫荧光技术中传统的固定剂,固定效果很好,清楚地显示了胞咽膜。

单细胞内Ca^（2＋）时空变化的激光共聚焦显微测定

应用激光扫描共聚焦显微系统（ＬＳＣＭ）和Ｆｌｕｏ－３／ＡＭ荧光探剂标记技术，测定了单个活细胞胞内游离Ｃａ２＋的动态变化与立体分布影像．结果显示，在３７℃，Ｆｌｕｏ－３／ＡＭ终浓度为６μｍｏｌ／Ｌ的条件下，Ｃ５７ＢＬ／６Ｊ小鼠巨噬细胞负载１ｈ左右即可获得良好的标记效果．相反，若探剂浓度太高或负载时间太长，胞内荧光强度太强，影响在共聚焦显微镜镜下分辨细胞内结构．因此用ＬＳＣＭ研究细胞内游离Ｃａ２＋变化时，荧光探剂的负载应以获得最适荧光信号而不是以最大荧光强度为标准．上述方法在其他如平滑肌细胞、卵母细胞中的测定亦获得满意的结果，这对进一步研究各种生理和病理条件下细胞内Ｃａ２＋信号的动态变化、与跨膜Ｃａ２＋梯差的关系及对活细胞功能活动的调节提供了一种可行的、直观的研究手段。

两种荧光显微成像系统采集细胞器探针荧光图像的对比研究

目的 :应用荧光显微数码成像系统和共聚焦荧光显微成像系统采集细胞器探针图像的对比研究。方法 :传代培养内皮细胞 ,将四种细胞器探针与细胞共同孵育不同时间。采用荧光显微镜、计算机及高分辨率数码CCD组成的荧光显微数码成像系统采集四种细胞器探针的荧光图像。同时应用激光共聚焦显微镜采集图像进行对比。结果 :两种系统均可采集到细胞器荧光探针的图像 ;荧光显微数码成像系统采集的图像的特点为分辨率高 ,速度快 ,对细胞器的损伤小。结论 :荧光显微数码成像系统在细胞器探针的荧光检测定位研究中准确可靠。

共聚焦激光显微内镜——诊断消化系疾病的新“武器”

共聚焦激光显微内镜（confocal laser endomicros-copy,CLE）是目前国际上崭新的内镜成像技术,是传统电子内窥镜和微型共聚焦激光扫描显微镜整合的产物。由于其即时的虚拟组织学成像加检测功能,能在内镜检查的同时,对消化系黏膜层活细胞及亚细胞进行检查,获得放大1 000倍的内镜图像,可观测组织的微观结构变化,有助于靶向活检,可显著提高早期肿瘤的发现率,

荧光显微数字成像系统对神经元内游离钙的动态测量

目的研究神经元内Ca2+浓度的动力学变化,建立动态检测细胞内Ca2+浓度的方法。方法原代培养大鼠大脑神经元,以N-甲基-D-天冬氨酸(NMDA)刺激神经元,用荧光显微数字成像系统测定Ca2+浓度的变化。结果荧光显微数字成像系统测量的细胞荧光图像分析显示,神经元Ca2+在NMDA的刺激下迅速发生改变,并被全程记录。结论以荧光显微数字成像系统实时监测细胞内Ca2+的动力学变化,不失为一种代替激光共聚焦显微镜测量细胞内游离钙的有效方法。

肿瘤坏死因子诱导内皮细胞Ca^(2+)时空变化的激光共聚焦显微测定

目的 研究肿瘤坏死因子 (TNFα)对培养的单个内皮细胞内游离Ca2 +浓度 [(Ca2 )i]的影响 ,以探讨TNFα介导休克的细胞机制。方法 人脐静脉内皮细胞株 (ECV30 4 )接种于 35mm含有 2mlDMEM培养基的组织培养盘中培养。TNFα诱导的单个内皮细胞 [Ca2 +]i时空变化由激光扫描共聚焦显微系统 (LSCM)和Fluo - 3/AM荧光探剂标记技术测定。结果 TNFα使单个内皮细胞 [Ca2 +]i呈剂量依赖性升高 ,在 60s内达到峰值 ,然后下降并保持在基础水平之上。共聚焦扫描图像显示细胞核区 [Ca2 +]i升高比胞浆区明显 ,下降比胞浆区慢。结论 TNFα显著诱导内皮细胞 [Ca2 +]i升高 ,可能是TNFα介导休克和组织损伤的重要机制之一。

激光扫描共聚焦显微术在生物医学中的研究

激光扫描共聚焦显微技术的发展 ,为形态学、分子细胞生物学、神经科学、肿瘤医学、药理学、遗传学等领域的研究提供了新的先进研究方法和手段。本文对激光扫描共聚焦显微术在粘附细胞分选 ,动态荧光分析测定 ,显微细胞外科和光陷阱技术 。

共轴共聚焦干涉式表面等离子体显微成像技术

表面等离子体(SPs)显微成像技术能够在纳米尺度上对材料折射率的局部变化以及材料的表面形貌进行检测,这一特性使其在生物医疗及半导体材料等领域有很多的应用。提出一种新型共轴共聚焦干涉式表面等离子体显微成像技术,该技术可以定量地对折射率变化进行检测,而且具有实现简单、成本低、对环境条件要求低、信噪比高等优点。采用压电陶瓷微纳米移动平台在显微物镜的焦面附近对样品进行扫描,SPs信号与参考光的相对相位会改变从而产生一个周期性的振荡信号即V(z)曲线。同时该技术能够通过控制样品的离焦距离来实现图像对比度的可控,而且这一举措不会显著地降低图像的分辨率及对比度。也分别从理论仿真和实验结果上证明了该技术的可行性。