رنگ‌آمیزی نوری چیست؟ اصل و کاربرد تکنولوژی NBI المپیوس

فناوری NBI (تصویربرداری با باند باریک) که توسط المپیوس توسعه یافته است. با استفاده از یک فیلتر نوری خاص، نور سفید را به امواج نوری باند باریک با طول‌موج‌های خاص فیلتر می‌کند و به این ترتیب تغییرات رگ‌های خونی ظریف را در سطح مخاطی برجسته می‌کند و یک جهش کیفی در دقت تشخیصی سرطان در مراحل اولیه را به‌دست می‌آورد.

NBI، که مخفف تصویربرداری با باند باریک است، یک فناوری تقویت تصویر نوری است. اصل آن استفاده از یک فیلتر برای حذف طیف باند پهن از امواج نوری قرمز، سبز و آبی منتشر شده توسط منبع نور اندوسکوپی است و تنها امواج نوری باند باریک با طول موج‌های 415 نانومتر، 540 نانومتر و 600 نانومتر را باقی می‌گذارد.

این امواج نوری با طول موج‌های خاص دارای ویژگی‌های زیستی منحصر به فردی هستند:

از طریق تضاد رنگ و مورفولوژیکی بین این دو لایه عروق خونی (سطحی و عمیق)، پزشکان می‌توانند تغییرات ظریف روی سطح مخاطی را به وضوح مشاهده کنند و بدین ترتیب ضایعات زودهنگام که شناسایی آنها با اندوسکوپی نور سفید معمولی دشوار است را تشخیص دهند.

نور سفید معمولی مانند نور روزانه است که رنگ‌های مختلف را مخلوط کرده و تمام بافت را روشن می‌کند، اما ساختارها در مناطق عمیق و سطحی به راحتی محو می‌شوند و تشخیص لایه‌ها دشوار می‌شود.

NBI عمدتاً از دو رنگ خاص نور استفاده می‌کند: آبی و سبز:

① نور آبی دارای طول موج کوتاه و نفوذ کم است و عمدتاً لایه مخاطی بیرونی و مویرگ‌ها را روشن می‌کند.

② نور سبز دارای طول موج کمی طولانی‌تر و نفوذ عمیق‌تر است و قادر به روشن کردن رگ‌های خونی عمیق‌تر است.

این مانند استفاده از یک چراغ قوه با نور آبی است که فقط می‌تواند گرد و غبار روی سطح میز را به وضوح نشان دهد، در حالی که یک چراغ قوه با نور سبز می‌تواند اشیاء داخل کشو را روشن کند. با سوئیچ کردن بین این دو نوع نور، NBI به پزشکان اجازه می‌دهد تا بافت‌ها را "لایه به لایه" مشاهده کنند و بر روی هر لایه‌ای که نیاز دارند تمرکز کنند.

خون ما حاوی هموگلوبین (ماده‌ای که خون را قرمز می‌کند) است که ویژگی خاصی دارد: این ماده تمایل زیادی به جذب نور آبی و سبز دارد.

زمانی که نور آبی و سبز از NBI به رگ‌های خونی تابیده می‌شود، بیشتر نور توسط هموگلوبین موجود در رگ‌های خونی جذب می‌شود، بنابراین رگ‌های خونی در صفحه نمایش بسیار تیره به نظر می‌رسند.

در مقابل، بافت مخاطی اطراف این امواج نوری را منعکس می‌کند و نسبتاً روشن به نظر می‌رسد.

رگ‌های خونی مانند "اسفنج‌های نور-جذب" عمل می‌کنند و به‌طور خاص این دو رنگ نور را جذب می‌کنند، به‌طوری‌که خطوط یا شبکه‌های آن‌ها به‌وضوح به‌عنوان خطوط تیره در برابر پس‌زمینه روشن مشخص می‌شوند و شناسایی آن‌ها در یک نگاه آسان است.

تکنولوژی NBI به یکباره توسعه نیافت. در سال 2001، پژوهشگر ژاپنی سانو ی و همکارانش برای اولین بار کاربرد تکنولوژی تصویربرداری با باند باریک را در تشخیص بیماری‌های دستگاه گوارش گزارش کردند.

پس از آن، شرکت المپیوس این فناوری را با مرکز ملی سرطان بیمارستان شرق ژاپن به‌طور مشترک توسعه داد و به‌طور رسمی آن را در سال 2006 برای تشخیص اندوسکوپی به‌کار گرفت.

پس از نزدیک به ۲۰ سال توسعه، فناوری NBI به طور مداوم به‌روزرسانی و بهبود یافته است. از عملکرد اولیه تصویربرداری پایه تا ادغام امروز با اندوسکوپی بزرگنمایی، تصویربرداری با وضوح بالا و سایر فناوری‌ها، NBI به ابزاری مهم برای تشخیص زودهنگام سرطان تبدیل شده است.

در سپتامبر ۲۰۲۴، المپیوس حتی یک دوربین جدید مبتنی بر فناوری تصویربرداری باریک باند ۴K (۴K NBI) را معرفی کرد که وضوح و شفافیت تصویر را بیشتر بهبود می‌بخشد.

NBI با تابش دو طول موج باریک (نور آبی 390-445 نانومتر و نور سبز 530-550 نانومتر) که به راحتی توسط هموگلوبین در خون جذب می‌شوند، مشاهده را فراهم می‌کند و مویرگ‌ها و الگوهای میکرو روی سطح مخاطی را برجسته می‌سازد. هنگامی که بافت سرطانی سعی در گسترش دارد و با گشاد کردن عروق خونی به جذب مواد مغذی می‌پردازد، سطح مخاطی الگوهای پیچیده‌ای با افزایش مویرگ‌ها به عنوان پیشرفت سرطان تشکیل می‌دهد. بنابراین، استفاده از NBI به تشخیص زودهنگام سرطان و قضاوت بعدی درباره ویژگی‌های سرطان کمک می‌کند.

① تشخیص و مکان‌یابی

پزشکان می‌توانند از فاصله‌های متوسط و دور به سرعت ضایعات مشکوک را شناسایی کرده و مرزهای ضایعات را به وضوح تعیین کنند.

② تمایز و تشخیص

با مشاهده شکل رگ‌های خونی و مورفولوژی دهانه‌های غدد در ناحیه ضایعه تحت NBI، پزشکان می‌توانند ماهیت تومور (خوش‌خیم یا بدخیم، مرحله اولیه یا مرحله پیشرفته) را تحلیل و قضاوت کنند.

NBI جایگزینی برای رنگ‌های شیمیایی است.

رنگ‌آمیزی شیمیایی سنتی (مانند ایندگو کارمین) و NBI می‌توانند اثرات بصری مشابهی را به دست آورند، اما NBI نیازی به اسپری کردن رنگ‌ها ندارد و این عمل را راحت‌تر و غیرتهاجمی‌تر می‌کند.

فناوری NBI بیشتر برای غربالگری و تشخیص ضایعاتی که عمدتاً در دستگاه گوارش فوقانی و دستگاه تنفسی متمرکز هستند، استفاده می‌شود: