Robot assisted Microscopic imaging-based intervention 에 관해서
오늘은 리뷰 논문을 통해서 "Microscopic imaging-based intervention"에 관한 내용을 훑어보겠습니다.
오늘 리뷰할 논문은 2017년에 억셉된 IEEE REVIEWS IN BIOMEDICAL ENGINEERING "Endomicroscopy for Computer and Robot Assisted Intervention" 입니다.
https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/7885059/
Endomicroscopy for Computer and Robot Assisted Intervention
Endomicroscopy is a new technique that allows human tissue to be characterized in vivo and in situ, circumventing the need for conventional biopsy and histology. Despite increased application and growing research interests in this area, the clinical applic
ieeexplore.ieee.org
A. Background of Endomicroscopy
SPECTROSCOPIC cancer, atherosclerosis, and ischemia 의 in-vivo 평가를 위해 유용한 진단 방법입니다. 크게 세 가지 방법이 있습니다.
1. diffuse reflectance
2. Raman
3. fluorescence spectroscopy
출처
https://en.wikipedia.org/wiki/Diffuse_reflection
Diffuse reflection - Wikipedia
From Wikipedia, the free encyclopedia Jump to navigation Jump to search Reflection with light scattered at random angles Diffuse reflection is the reflection of light or other waves or particles from a surface such that a ray incident on the surface is sca
en.wikipedia.org
https://www.horiba.com/ind/raman-imaging-and-spectroscopy/
What is Raman Spectroscopy? - HORIBA
Raman Spectroscopy is a non-destructive chemical analysis technique which provides detailed information about chemical structure, phase and polymorphy, crystallinity …
www.horiba.com
What is Fluorescence Spectroscopy?
What is fluorescence spectroscopy and what advantages does this type of spectroscopy offer for analyzing fluorescence from a wide range of luminescent samples.
www.horiba.com
그런데 위에서 언급드린 방법 이외에도 한 가지 방법이 더 있습니다.
바로 endomicroscopy인데요. 기존의 방법들과는 다르게 tissue characterization 을 위한 유망한 도구로 지난 10여년 동안 사용되고 있습니다.
그리고 histology와 함께 사용되는 생체 조직 검사 대신에 optical probe(광학 프로브)라는 프로브는 실시간으로 고 해상도에 해당되는 이미지를 획득할 수 있도록 해줍니다.
*histology 설명
Optical probe를 사용하는 것에는 다양한 장점이 존재합니다.
1. 조직에 상처를 입히지 않으면서 일련의 실험이 가능
2. 실시간으로 진단 가능
3. 피가 흐르는 blood flowing 같은 dynamic한 in vivo 정보를 얻을 수 있음
4. 진단을 하면서 치료 또한 가능
5. 의사가 필요한 만큼 넓은 영역을 검사할 수 있음
이러한 장점들은 MIS를 좀 더 효과적으로 만들어줍니다.
- Minimally Invasive Surgery (MIS) : 최소로 절개하는 수술
하나의 유망한 기술이 confocal flourescence laser endomicroscopy (CLE) 라는 것인데, 세포 단위로 고해상도의 이미지를 실시간으로 얻을 수 있다는 점이 특징입니다.
CLE 사진 참조 및 설명
http://www.greenspec.co.kr/kr/sub/business/confocal.php
그린스펙(주)
그린스펙(주) description
www.greenspec.co.kr
2004년에 처음 출현했는데 의사가 실시간으로 in vivo 이미지를 얻는데 성공했다고 합니다.
차후에 개발된 것으로는 prove-based confocal fluorescence laser endomicrosopcy (pCLE) 라는 것인데 fibre bundle(광섬유 다발)을 사용하여 이미지를 획득할 수 있습니다. 이 pCLE을 사용하면 1~2 um의 resolution을 갖고 500 um의 field of view(FOV)를 갖습니다.
또 다른 방법으로는 Optical coherence tomography(OCT)가 있습니다. OCT는 조직의 이미지를 단면으로 볼 수 있습니다.
원래는 안과 용도로 연구 개발이 되었지만, 내시경(endoscopic), 혈관에 삽입할 수 있는 용도(endovascular intervention)로도 많이 개발되어 왔습니다. 캡슐 형태의 OCT도 개발되었으며 식도나 십이지장 내부의 이미지를 캡처할 수도 있습니다.
앞서 언급한 장점들이 있는반면 세상에 공짜가 없습니다.
단점들 또한 존재합니다.
넓은 영역을 봐야하지만 프로브 자체가 너무 작아서 스캔을 많이 해야하다보니 큰 어려움을 겪고 있습니다. 그리고 인체공학적인 제어의 어려움뿐만 아니라 넓은 영역을 스캔하는 것과 반복적인 검사는 더 어렵게 만들고 있습니다. 또한 조직의 deformation 정도 또한 어렵게 만드는 원인 중에 하나입니다.
B. Background of Endomicroscopy