Qu'est-ce que la coloration optique ? Le principe et l'application de la technologie NBI d'Olympus

La technologie NBI (Narrow Band Imaging) développée par Olympus. En utilisant un filtre optique spécial, elle filtre la lumière blanche en ondes lumineuses à bande étroite de longueurs d'onde spécifiques, mettant ainsi en évidence les changements vasculaires subtils à la surface muqueuse et réalisant un saut qualitatif dans la précision diagnostique du cancer à un stade précoce.

NBI, abréviation de l'imagerie à bande étroite, est une technologie d'amélioration d'image optique. Son principe est d'utiliser un filtre pour éliminer le spectre large des ondes lumineuses rouges, vertes et bleues émises par la source lumineuse endoscopique, ne laissant que des ondes lumineuses à bande étroite avec des longueurs d'onde de 415nm, 540nm et 600nm.

Ces ondes lumineuses de longueurs d'onde spécifiques ont des caractéristiques biologiques uniques :

Grâce au contraste de couleur et de morphologie entre ces deux couches de vaisseaux sanguins (superficielle et profonde), les médecins peuvent clairement observer des changements subtils à la surface de la muqueuse, détectant ainsi des lésions précoces difficiles à identifier avec une endoscopie conventionnelle à lumière blanche.

La lumière blanche ordinaire est comme un éclairage quotidien, mélangeant diverses couleurs pour illuminer l'ensemble du tissu, mais les structures dans les zones profondes et superficielles sont facilement floues, rendant difficile la distinction des couches.

NBI utilise principalement deux couleurs spécifiques de lumière : bleu et vert :

① La lumière bleue a une courte longueur d'onde et une faible pénétration, illuminant principalement la muqueuse la plus externe et les capillaires.

② La lumière verte a une longueur d'onde légèrement plus longue et une pénétration plus profonde, capable d'illuminer des vaisseaux sanguins plus profonds.

C'est comme utiliser une lampe de poche à lumière bleue qui ne peut montrer clairement que la poussière sur la surface du bureau, tandis qu'une lampe de poche à lumière verte peut éclairer les choses à l'intérieur du tiroir. En alternant entre ces deux types de lumière, la NBI permet aux médecins d'observer les tissus "couche par couche", en se concentrant sur la couche dont ils ont besoin.

Notre sang contient de l'hémoglobine (la substance qui rend le sang rouge), qui a une caractéristique : elle a une forte affinité pour absorber la lumière bleue et verte.

Lorsque la lumière bleue et verte de la NBI irradie les vaisseaux sanguins, la plupart de la lumière est absorbée par l'hémoglobine dans les vaisseaux sanguins, de sorte que les vaisseaux sanguins apparaissent très sombres sur l'écran.

En revanche, le tissu muqueux environnant reflète ces ondes lumineuses et apparaît relativement lumineux.

Les vaisseaux sanguins agissent comme des "éponges absorbant la lumière", absorbant spécifiquement ces deux couleurs de lumière, rendant leurs contours clairement "définis" comme des lignes ou des réseaux sombres sur un fond lumineux, ce qui les rend faciles à identifier d'un coup d'œil.

La technologie NBI ne s'est pas développée du jour au lendemain. En 2001, le chercheur japonais Sano Y et al. ont été les premiers à rapporter l'application de la technologie d'imagerie à bande étroite dans le diagnostic des maladies du système digestif.

Par la suite, la société Olympus a co-développé cette technologie avec l'Hôpital Est du Centre National de Cancer du Japon et l'a officiellement appliquée au diagnostic endoscopique en 2006.

Après près de 20 ans de développement, la technologie NBI a été continuellement itérée et améliorée. De sa fonction d'imagerie de base initiale à son intégration aujourd'hui avec l'endoscopie à grossissement, l'imagerie haute définition et d'autres technologies, le NBI est devenu un outil important pour le diagnostic précoce du cancer.

En septembre 2024, Olympus a même lancé une nouvelle caméra basée sur la technologie d'imagerie à bande étroite 4K (4K NBI), améliorant encore la clarté et la résolution des images.

NBI fournit une observation en irradiant deux longueurs d'onde à bande étroite (lumière bleue 390-445 nm et lumière verte 530-550 nm) qui sont facilement absorbées par l'hémoglobine dans le sang, mettant en évidence les capillaires et les micro-patrons muqueux sur la surface muqueuse. Alors que le tissu cancéreux tente de s'étendre en dilatant les vaisseaux sanguins pour absorber des nutriments, la surface muqueuse forme des motifs complexes avec une augmentation des capillaires à mesure que le cancer progresse. Par conséquent, l'utilisation de NBI aide à la détection précoce du cancer et au jugement subséquent des propriétés du cancer.

① Détection et localisation

Les médecins peuvent observer à moyenne et longue distance pour détecter rapidement des lésions suspectes et déterminer clairement les limites des lésions.

② Différenciation et diagnostic

En observant la forme des vaisseaux sanguins et la morphologie des ouvertures glandulaires dans la zone de la lésion sous NBI, les médecins peuvent analyser et juger la nature de la tumeur (bénigne ou maligne, au stade précoce ou avancé).

NBI est une alternative aux colorants chimiques.

La coloration chimique traditionnelle (comme le carmin indigo) et NBI peuvent obtenir des effets visuels similaires, mais NBI ne nécessite pas de pulvérisation de colorants, rendant l'opération plus pratique et non invasive.

La technologie NBI est le plus souvent utilisée pour le dépistage et le diagnostic des lésions principalement concentrées dans le tractus digestif supérieur et le tractus respiratoire :