光学染色とは何ですか？オリンパスNBI技術の原理と応用

オリンパスが開発したNBI（ナローバンドイメージング）技術。特別な光学フィルターを使用することで、白色光を特定の波長の狭帯域光波にフィルタリングし、粘膜表面の微細な血管変化を強調し、早期癌の診断精度において質的な飛躍を達成します。

NBI、すなわちナローバンドイメージングは、光学画像強化技術です。その原理は、フィルターを使用して内視鏡光源から放出される赤、緑、青の光波の広帯域スペクトルを除去し、415nm、540nm、600nmの波長を持つ狭帯域光波のみを残すことです。

これらの特定の波長の光波は、独自の生物学的特性を持っています：

これら二つの血管層（浅層と深層）の色と形態のコントラストを通じて、医師は粘膜表面の微妙な変化を明確に観察できるため、従来の白色光内視鏡では特定が難しい早期病変を検出することができます。

普通の白色光は日常の照明のように、さまざまな色を混ぜて全体の組織を照らしますが、深層と浅層の構造は容易にぼやけてしまい、層を区別することが難しくなります。

NBIは主に2つの特定の光の色を使用します：青と緑：

① 青色光は波長が短く、浅い浸透性を持ち、主に最外層の粘膜と毛細血管を照らします。

② 緑色光はわずかに長い波長と深い浸透性を持ち、より深い血管を照らすことができます。

これは、机の表面のほこりをはっきりと示すことができる青色光の懐中電灯を使用するようなもので、緑色光の懐中電灯は引き出しの中の物を照らすことができます。これらの2種類の光を切り替えることで、NBIは医師が組織を「層ごとに」観察し、必要な層に焦点を合わせることを可能にします。

私たちの血液にはヘモグロビン（血液を赤くする物質）が含まれており、特性として青色と緑色の光を吸収する強い親和性があります。

NBIからの青色と緑色の光が血管に照射されると、ほとんどの光が血管内のヘモグロビンによって吸収されるため、血管は画面上で非常に暗く見えます。

対照的に、周囲の粘膜組織はこれらの光波を反射し、比較的明るく見えます。

血管は「光を吸収するスポンジ」のように機能し、特にこれらの2色の光を吸収することで、その輪郭が明るい背景に対して暗い線やネットワークとしてはっきりと「輪郭付け」され、一目で識別しやすくなります。

NBI技術は一夜にして発展したわけではありません。2001年、日本の学者佐野らが消化器系疾患の診断における狭帯域画像技術の応用を初めて報告しました。

その後、オリンパス株式会社は日本の国立がんセンター東病院と共同でこの技術を開発し、2006年に内視鏡診断に正式に適用しました。

約20年の開発を経て、NBI技術は継続的に反復され、改善されてきました。初期の基本的な画像機能から、今日の拡大内視鏡、高解像度画像などの技術との統合に至るまで、NBIは早期癌診断のための重要なツールとなりました。

2024年9月、オリンパスは4K狭帯域画像（4K NBI）技術に基づく新しいカメラを発表し、画像の明瞭さと解像度をさらに向上させました。

NBIは、血液中のヘモグロビンに容易に吸収される2つの狭帯域波長（青色光390-445 nmおよび緑色光530-550 nm）を照射することによって観察を提供し、粘膜表面の毛細血管や粘膜の微細パターンを強調します。癌組織が栄養を吸収するために血管を拡張して拡大しようとする際、粘膜表面は癌が進行するにつれて毛細血管が増加し、複雑なパターンを形成します。したがって、NBIの使用は癌の早期発見とその後の癌の特性の判断に役立ちます。

① 検出と位置特定

医師は中距離および長距離から観察し、疑わしい病変を迅速に検出し、病変の境界を明確に特定することができます。

② 鑑別と診断

NBIの下で病変部位の血管の形状と腺開口部の形態を観察することで、医師は腫瘍の性質（良性または悪性、初期段階または進行段階）を分析し判断できます。

NBIは化学染色の代替手段です。

従来の化学染色（インディゴカルミンなど）とNBIは類似の視覚効果を達成できますが、NBIは染料をスプレーする必要がなく、操作がより便利で非侵襲的です。

NBI技術は主に上部消化管および呼吸器に集中した病変のスクリーニングおよび診断に最も一般的に使用されます：