O que é coloração óptica? O princípio e a aplicação da tecnologia NBI da Olympus

A tecnologia NBI (Narrow Band Imaging) desenvolvida pela Olympus. Ao usar um filtro óptico especial, ela filtra a luz branca em ondas de luz de banda estreita de comprimentos de onda específicos, destacando assim mudanças vasculares sutis na superfície mucosa e alcançando um salto qualitativo na precisão diagnóstica do câncer em estágio inicial.

NBI, abreviação de Narrow Band Imaging, é uma tecnologia de aprimoramento de imagem óptica. Seu princípio é usar um filtro para remover o espectro de banda larga das ondas de luz vermelha, verde e azul emitidas pela fonte de luz endoscópica, deixando apenas ondas de luz de banda estreita com comprimentos de onda de 415nm, 540nm e 600nm.

Essas ondas de luz de comprimentos de onda específicos têm características biológicas únicas:

Através do contraste de cor e morfológico entre essas duas camadas de vasos sanguíneos (superficial e profunda), os médicos podem observar claramente mudanças sutis na superfície mucosa, detectando assim lesões precoces que são difíceis de identificar com a endoscopia convencional com luz branca.

A luz branca comum é como a iluminação diária, misturando várias cores para iluminar todo o tecido, mas estruturas em áreas profundas e rasas ficam facilmente borradas, dificultando a distinção das camadas.

NBI utiliza principalmente duas cores específicas de luz: azul e verde:

① A luz azul tem um comprimento de onda curto e penetração rasa, iluminando principalmente a mucosa mais externa e os capilares.

② A luz verde tem um comprimento de onda ligeiramente mais longo e penetração mais profunda, capaz de iluminar vasos sanguíneos mais profundos.

Isso é como usar uma lanterna de luz azul que só pode mostrar claramente a poeira na superfície da mesa, enquanto uma lanterna de luz verde pode iluminar as coisas dentro da gaveta. Ao alternar entre esses dois tipos de luz, o NBI permite que os médicos observem os tecidos "camada por camada", focando na camada que precisam.

Nosso sangue contém hemoglobina (a substância que torna o sangue vermelho), que tem uma característica: tem uma forte afinidade por absorver luz azul e verde.

Quando a luz azul e verde do NBI irradia os vasos sanguíneos, a maior parte da luz é absorvida pela hemoglobina nos vasos sanguíneos, fazendo com que os vasos sanguíneos apareçam muito escuros na tela.

Em contraste, o tecido mucoso circundante reflete essas ondas de luz e parece relativamente brilhante.

Os vasos sanguíneos agem como "esponjas que absorvem luz", absorvendo especificamente essas duas cores de luz, fazendo com que seus contornos fiquem claramente "definidos" como linhas ou redes escuras contra um fundo brilhante, que são fáceis de identificar à primeira vista.

A tecnologia NBI não se desenvolveu da noite para o dia. Em 2001, o acadêmico japonês Sano Y et al. relataram pela primeira vez a aplicação da tecnologia de imagem de banda estreita no diagnóstico de doenças do sistema digestivo.

Subsequentemente, a Olympus Corporation co-desenvolveu essa tecnologia com o Hospital do Centro Nacional de Câncer Leste do Japão e a aplicou oficialmente ao diagnóstico endoscópico em 2006.

Após quase 20 anos de desenvolvimento, a tecnologia NBI tem sido continuamente iterada e aprimorada. Desde sua função básica de imagem inicial até a integração de hoje com endoscopia de ampliação, imagem de alta definição e outras tecnologias, o NBI se tornou uma ferramenta importante para o diagnóstico precoce do câncer.

Em setembro de 2024, a Olympus lançou até mesmo uma nova câmera baseada na tecnologia de Imagem de Banda Estreita 4K (4K NBI), melhorando ainda mais a clareza e a resolução da imagem.

A NBI fornece observação irradiando duas comprimentos de onda de banda estreita (luz azul de 390-445 nm e luz verde de 530-550 nm) que são facilmente absorvidos pela hemoglobina no sangue, destacando capilares e micro-padrões mucosos na superfície da mucosa. À medida que o tecido canceroso tenta se expandir dilatando os vasos sanguíneos para absorver nutrientes, a superfície da mucosa forma padrões complexos com aumento de capilares à medida que o câncer avança. Portanto, o uso de NBI ajuda na detecção precoce do câncer e no subsequente julgamento das propriedades do câncer.

① Detecção e Localização

Os médicos podem observar de distâncias médias e longas para detectar rapidamente lesões suspeitas e determinar claramente os limites das lesões.

② Diferenciação e Diagnóstico

Ao observar a forma dos vasos sanguíneos e a morfologia das aberturas glandulares na área da lesão sob NBI, os médicos podem analisar e julgar a natureza do tumor (benigno ou maligno, em estágio inicial ou avançado).

NBI é uma alternativa a corantes químicos.

A coloração química tradicional (como o carmim índigo) e o NBI podem alcançar efeitos visuais semelhantes, mas o NBI não requer a pulverização de corantes, tornando a operação mais conveniente e não invasiva.

A tecnologia NBI é mais comumente utilizada para triagem e diagnóstico de lesões principalmente concentradas no trato digestivo superior e no trato respiratório: