Các kỹ thuật nội soi nhuộm màu điện tử

Khái niệm nội soi nhuộm màu điện tử (electronic chromoendoscopy) để chỉ các kỹ thuật hình ảnh nội soi cho phép tăng cường độ tương phản một cách chi tiết bề mặt niêm mạc và mạch máu. Các kỹ thuật này nhằm thay thế phương pháp nội soi nhuộm màu truyền thống (nhuộm màu bằng thuốc nhuộm như xanh methylen). Kỹ thuật nội soi nhuộm màu điện tử hiện nay bao gồm hình ảnh băng thông hẹp (NBI) của hãng Olympus, tăng cường màu sắc ảnh bằng phổ linh hoạt (FICE) của hãng Fujifilm Fujinon và i-SCAN của hãng Pentax.

Kỹ thuật nhuộm màu điện tử có thể tăng cường hình ảnh từng chi tiết của niêm mạc nhờ quan sát sự truyền qua của ánh sáng ở các bước sóng xác định vì sự tương tác của các cấu trúc mô với ánh sáng phụ thuộc vào bước sóng.Các bước sóng được lựa chọn để đo độ truyền qua được thực hiện bằng bộ lọc quang từ ánh sáng trắng trong kỹ thuật NBI trong khi FICE và i-SCAN thực hiện bằng phần mềm xử lý ảnh từ ảnh chụp với ánh sáng trắng (post-processing). Chúng ta cùng xem xét chi tiết hơn 3 kỹ thuật này.

Ảnh ánh sáng trắng độ phân giải tiêu chuẩn và độ phân giải cao

Thiết bị nội soi hiện nay được trang bị CCD ở đầu ống nội soi. Thiết bị có độ phân giải tiêu chuẩn (SD) được trang bị CCD cho dữ liệu hình ảnh với tỉ lệ 4:3 và độ phân giải từ 100.000 đến 400.000 pixel. Thiết bị nội soi độ phân giải cao (HD) được trang bị CCD cho dữ liệu hình ảnh có tỉ lệ 4:3 hoặc 5:4 và độ phân giải từ 850.00 đến 2.000.000 pixel. Các dữ liệu này được biến đổi thành ảnh màu hệ thống RGB hoặc các bộ xử lý video.

Nguồn sáng thường được sử dụng trong nội soi là bóng đèn xenon dạng cong có công suất từ 100 đến 300W. Loại bóng đèn đặc biệt này tạo ra ánh sáng bằng cách phóng điện qua môi trường khí xenon được ion hóa ở áp suất cao. Nó tạo ra ánh sáng trắng gần giống với ánh sáng mặt trời trong dãy phổ nhìn thấy (400-700 nm). Nhờ khả năng mô phỏng ánh sáng ban ngày, bóng đèn xenon cho phép bác sĩ nhìn thấy màu tự nhiên của mô trong khi kiểm tra bằng nội soi.

Ảnh băng thông hẹp/dải hẹp (Narrow-band imaging hay NBI)

NBI là kỹ thuật tăng cường hình ảnh nội soi bằng quang học do hãng Olympus phát minh. NBI dựa trên thuộc tính xuyên thấu của ánh sáng, ánh sáng có bước sóng dài hơn sẽ có khả năng xuyên thấu qua lớp niêm mạc tốt hơn. Các bộ lọc quang được đặt trực tiếp phía trước bóng đèn xenon tạo ra hai chùm sáng có băng thông hẹp với bước sóng trung tâm là 415 nm và 540 nm (gần như là hai chùm sáng đơn sắc). Hai bước sóng này tương ứng với các đỉnh hấp thụ ánh sáng sơ cấp và thứ cấp của hồng cầu. Các mao mạch trên bề mặt niêm mạc được ghi nhận bằng bước sóng 415 nm và thể hiện bằng màu nâu (brown). Bước sóng 540 nm có khả năng xuyên sâu hơn qua niêm mạc cho phép ghi nhận hình ảnh các tĩnh mạch được thể hiện bằng màu xanh (cyan).

Cơ sở quang học của kỹ thuật NBI

 Vì hầu hết ánh sáng NBI bị hấp thụ bởi mạch máu trong niêm mạc nên hình ảnh tạo ra sẽ tăng cường hình ảnh của mạch máu với độ tương phản cao hơn so với các cấu trúc không chứa mạch máu.

Tăng cường màu sắc ảnh bằng phổ linh hoạt (Flexible spectral imaging color enhancement hay FICE)

FICE là một kỹ thuật xử lý hình ảnh kỹ thuật số của hãng Fujinon (Fujifilm). FICE lấy hình ảnh nội soi bằng ánh sáng trắng từ bộ xử lý video rồi xử lý hình ảnh bằng các phương pháp toán học nhằm tăng cường một số khoảng bước sóng xác định. Các phương pháp toán học ở đây thuộc dạng phân tích phổ và rất phức tạp đối với đa số chúng ta. Ba tín hiệu hình ảnh đơn sắc đỏ, xanh lá cây, xanh da trời được chọn đưa vào màn hình hiển thị để tạo ra hình ảnh được tăng cường màu sắc theo thời gian thực.

Nguyên lý kỹ thuật FICE của Fujinon

Bộ xử lý FICE có sẵn nhiều chế độ hiển thị màu sắc của niêm mạc. Các chế độ này được chọn bằng các nút bấm trên bàn phím. Các bước sóng cũng có thể được điều chỉnh bằng tay. Người sử dụng cũng có thể chuyển đổi giữa chế độ FICE và chế độ hình ảnh ánh sáng trắng thông thường.

i-SCAN

iSCAN của hãng Pentax cũng là kỹ thuật xử lý ảnh nội soi kỹ thuật số nhằm tăng cường độ tương phản. Tương tự như FICE, i-SCAN cũng tạo ra các hình ảnh tăng cường của bề mặt niêm mạc và mạch máu thông qua quá trình xử lý ảnh. Trong các chế độ i-SCAN, màu đỏ là màu chủ đạo của mạch máu.

Theo BME.VN