Biomedical Imaging – Fluorescenční zobrazování

Účelem tohoto příspěvku je poskytnout přehled nedávných chirurgických intra operačních aplikačních metod ICG fluorescenčního zobrazování, použitých technologiích a instrumentacích. Recenzováno bylo více než 200 článků popisujících tuto techniku v klinickém prostředí. Kromě chirurgických aplikací jsou krátce zkoumány i další nedávné lékařské aplikace ICG.

Úvod

Fluorescenční zobrazování (FZ) je jedním z nejpopulárnějších způsobů v biomedicínských vědách pro vizualizaci buněk a tkání in vitro i in vivo. Mezi výhody FZ ​​patří

1. Vysoký kontrast, to znamená poměr signálu k šumu: je viditelný pouze cíl, nikoli pozadí, protože pro osvětlení a záznam se používají oddělené vlnové délky,
2. Vysoká citlivost: extrémně malé struktury lze často zviditelnit,
3. Poskytuje molekulární informace: zviditelňuje určitou (bio) chemii prostorově a časově,
4. Skvělé nástroj pro výzkum: několik možných zobrazovacích režimů, z nichž většina je jedinečná,
5. Levné: potřebné optické vybavení a výpočet jsou poměrně jednoduché,
6. Snadné použití: připomíná klasické barvení.

Fluorescenční zobrazování je relativně nedávná zobrazovací metoda, a proto se stále vyvíjí. To platí zejména pro zobrazování ICG v jeho nových klinických aplikacích, které byly nedávno navrženy v různých odvětvích chirurgické medicíny, ačkoli se v některých klinických aplikacích běžně používá již téměř šedesát let. ICG je tedy dobře známý v klinických aplikacích, což značně usnadňuje jeho zavedení do nových aplikací. Z technického hlediska se zpracování obrazu a videa jeví jako jedna z hlavních oblastí, ve kterých má ICG zobrazování (ICGI) potenciál pro hlavní vývoj, například pro analýzu dynamiky fluorescence ICG. To mimo jiné znamená, že je zapotřebí ještě mnoho práce na vývoji výpočetní techniky pro širší přijetí různých nově vznikajících lékařských zobrazovacích metod založených na ICG.

4.8.1. Fotodynamická a foto termální terapie

Když je molekula ICG excitována, může dále přenášet energii na další molekuly. S excitovaným kyslíkem se ICG ukazuje jako agent fotodynamické terapie. Například lze po odhalení lymfatických uzlin použít silné osvětlení NIR světlem ke zničení metastatických uzlin. ICG se snadno váže na tkáň i při vysoké hustotě a vizuální změně barvy ze zelené na oranžovou se projevuje posunem vlnové délky v vrcholu odrazivosti. ICG se používá in vitro k destrukci tukových buněk laserem, což by mohlo poskytnout nový optický postup pro kosmetickou chirurgii.

Podobně lze ICGA použít jako antibakteriální činidlo aktivované světlem, například při hojení ran nebo při léčbě chronické rhinosinusitidy pomocí laseru s blízkým infračerveným paprskem. Bylo nedávno prokázáno, že fotodynamický efekt lze využít k léčbě akné. Je však třeba vyřešit mnoho problémů, abychom mohli navrhnout optimální technologii pro léčbu akné bez vedlejších účinků.

Prostřednictvím intenzivního světelného (laserového) ozařování lze zajistit řadu nových efektů, které vedou k účinnějšímu zabíjení bakterií a kontrolovatelné destrukci buněk a / nebo inhibici nadměrné syntézy mazu v sebocytech, jako je lokalizovaný fotodynamický účinek založený na vhodné koncentraci. Exogenní barvivo ve vlasovém folikulu nebo jiném doplňku kůže. ICG je jedním z prospektivních exogenních barviv pro měkkou fotodynamickou léčbu.