Gastrointestinalni karcinomi (GC) su među najčešćim oblicima raka i čine čak jednu trećinu svih smrtnih slučajeva od raka širom sveta. Rana dijagnoza je efikasan način za smanjenje mortaliteta povezanog sa GC, a endoskopski skrining se pokazao kao odličan pristup za otkrivanje potencijalno malignih tumora.
Da bi se prednosti programa skrininga proširile na što veći broj ljudi, korišćeni sistemi za snimanje bi trebalo da budu jeftini za proizvodnju i rad, ali dovoljno precizni da postignu niske stope promašaja. Da bi to postigli, naučnici su eksperimentisali sa različitim modalitetima snimanja.
Među njima, snimanje u domenu prostorne frekvencije (SFDI) je obećavajuća tehnika za razlikovanje zdravog i malignog tkiva. U SFDI, ponavljajući 2D obrazac svetlosti se projektuje na ciljno područje. Ispitivanjem intenziteta reflektovanih svetlosnih obrazaca moguće je izvući informacije o optičkim svojstvima tkiva koje se istražuje, što može otkriti prisustvo kanceroznih lezija. Međutim, uprkos jednostavnosti i pristupačnosti ovog modaliteta snimanja, trenutni SFDI sistemi su previše glomazni da bi se uklopili u standardne endoskope, ograničavajući njihovu upotrebu u GC skriningu.
U tom kontekstu, istraživači Džejn Krouli i Džordž Gordon sa Univerziteta u Notingemu nedavno su razvili inovativni SFDI uređaj koji obećava za aplikacije gastrointestinalne endoskopije. Njihova studija, objavljena u Journal of Biomedical Optics, mogla bi pomoći da GC skrining bude dostupniji opštoj populaciji.
Glavni izazov u ovoj studiji bio je pronalaženje metode za generisanje svetlosnih obrazaca neophodnih za izvođenje SFDI na zgodan i isplativ način.
„Postojeći sistemi nisu pogodni za rutinsku endoskopsku primenu u gastrointestinalnom traktu jer ili koriste projektore zasnovane na digitalnim mikroogledalima, koji su skupi i ne mogu biti dovoljno minijaturizovani, ili koriste snopove vlakana koji proizvode uzorke niskog kvaliteta na ograničenom skupu talasnih dužina. i snimajte samo slike niske rezolucije ili koristite krute endoskope koji nisu dovoljno fleksibilni“, objašnjava Krouli.
Da bi prevazišli ove probleme, istraživači su dizajnirali ultraminijaturni SFDI sistem koji koristi prilagođeni snop optičkih vlakana kao projektor. Snop vlakana se sastoji od sedam optičkih vlakana koja se mogu nezavisno povezati sa laserskim izvorima različitih talasnih dužina. Napajanjem jednog lasera date talasne dužine na dva različita vlakna, može se iskoristiti fenomen interferencije za projektovanje 2D sinusoidnog uzorka na ciljno tkivo. Prostorne karakteristike rezultujućeg uzorka mogu se podesiti odabirom različitih parova vlakana, a šabloni koji se sastoje od do tri različite talasne dužine (kao što su zelena, crvena i plava) mogu se istovremeno projektovati.
Kombinovanjem ovog pristupa projekciji sa ultraminijaturnom kamerom (1 mm x 1 mm), istraživači su razvili prototip SFDI sistema prečnika od samo 3 mm. Štaviše, koristeći prilagođeni algoritam koji prati fazna odstupanja u projektovanim sinusoidnim obrascima, uspeli su da smanje šum u uhvaćenim profilima apsorpcije i rasejanja.
