用于体内胃肠成像的多对比激光内镜

在肠道中发现隐匿问题

结肠镜检查和其他“内镜”操作旨在在消化道病变变得危险之前发现癌症和其他疾病的早期迹象。然而，许多小的或细微的异常仍然会被漏掉，这部分原因是它们在标准相机视野中几乎没有突出。本论文介绍了一种新的内镜照明方式，称为多对比激光内镜（MLE），其设计旨在通过实时显示不仅是颜色，还包括血流和表面形态，使可疑组织更清晰可见。

为什么常规内镜会错过重要信息

如今医院使用的内镜发出明亮的白光并用高清摄像机记录彩色视频。医生观察覆盖食管、胃和结肠的薄膜（粘膜）的颜色、纹理和形状差异。问题在于早期肿瘤和癌前息肉看起来几乎与健康组织相同；它们的颜色仅有细微差别，形态只是轻微隆起或凹陷。即使是一种广泛使用的“增强”选项——窄带成像，通过使用特定的蓝绿色来强调血管——也未能显著降低结肠息肉被漏检的发生率。

一种新的内部照明方式

研究人员通过修改标准临床结肠镜，使其能够接收来自定制激光箱的光而不放弃任何常规功能，开发了MLE。该装置不仅发出宽带白光，还能在几种精心选择的激光颜色之间快速切换，改变光的“散斑”程度，并从不同角度投射光线。在内镜内部，微小的光纤将这些激光光与常规医院光混合，因此相同的摄像机和光学组件可同时捕获两者。该系统可以在不到一秒的时间内在供医生使用的常规图像和供研究使用的实验模式之间切换，同时保持广视野、在典型工作距离内的清晰对焦以及全视频帧率。

将光转化为额外线索

借助这种灵活的照明，MLE能够在常规操作中采集三类新信息。首先，通过循环使用多种激光颜色并测量组织对每种颜色的反射，系统可以绘制关键吸光分子（如血红素）的分布并估算局部氧合水平。其次，通过短时使用高度相干的激光产生颗粒状的散斑图案，并分析该图案随时间的模糊程度，MLE可以突出显示血液流动的区域，甚至评估相对流速。第三，通过快速序列地从不同方向照射光线，MLE能够重建粘膜表面的细小起伏，增强在平坦、均匀照明下难以察觉的细小隆起和边缘。

从台架测试到真实患者

团队首先验证了这些新模式的准确性和可靠性。色卡表明光谱测量与实验室光谱仪一致，简单的手臂实验确认当血流短暂被阻断然后恢复时氧合图会发生预期变化。流动着带珠液体的微通道模拟血管，证明散斑分析能够检测到流动变化，而结肠硅胶模型则确认定向照明可以可靠地恢复表面高度和微小地形特征。随后研究人员将MLE带入20名患者的真实结肠镜检查中，在医生进行标准诊疗的同时捕获了31例经确认的癌前息肉的图像。与普通白光和窄带成像相比，基于MLE的色彩呈现使息肉与周围组织之间的颜色差异大约增加了五倍，表面形状图则使病变边缘的对比度大约翻了一番。

对患者可能意味着什么

对患者而言，MLE的前景在于未来可能更容易在肠道中发现危险性生长物，防止其发展为癌症。通过叠加更丰富的色彩信息、血流图以及更清晰的表面高低感，这种方法可能帮助医生和计算机工具更可靠地区分异常与正常组织。本研究显示了息肉在屏幕上更清晰突出的显著改进，但尚不能证明会因此发现更多癌症。仍需更大规模的临床试验来评估这种新型照明是否能实际减少漏检病变的数量。但MLE展示了仅通过重新思考内镜照明方式，就能打开对胃肠健康更深层次视野的可能性。

引用: Bobrow, T.L., Golhar, M., Arayakarnkul, S. et al. Multi-contrast laser endoscopy for in vivo gastrointestinal imaging. npj Imaging 4, 31 (2026). https://doi.org/10.1038/s44303-026-00161-y

关键词: 胃肠内镜检查, 结肠息肉检测, 多光谱成像, 激光散斑血流, 表面地形测量