Nuevas técnicas de imágen en endoscopia

Dr. José Roberto Soto Camacho*

*Coordinador Docente del Post grado de gastroenterología del Servicio Oncológico Hospitalario del Instituto Venezolano de los Seguros Sociales (Hospital Oncológico Padre Machado). Diagnoimagen Centro Caracas. Servicio de Gastroenterología. Venezuela.

RESUMEN

Las dos principales nuevas tecnologías de video endoscopia en el mercado son: Imagen de banda estrecha denominado NBI e Imagen multibanda denominada MBI. Para poder entender estas tecnologías, hay que comprender dos eventos físicos como son el espectro de luz visible captado por el ojo humano y como se produce el color en los objetos. Solo se puede realzar los detalles de la superficie de los tejidos como son los vasos (microvasculatura) y de la estructura (microsuperficie) con determinadas longitud de onda o rangos de longitud de onda. Ambas técnicas persiguen este objetivo en el caso de NBI desarrollado por Olympus con filtro óptico anterior a la lámpara de xenón, emite dos rangos de longitud de onda que son azul de 415nm y verde 540nm que son dos rangos con picos de captación por la hemoglobina y el en caso de MBI desarrollado por Fujinon que consiste en un software que procesa la imagen a través de un método de estimación espectral, en el video procesador. Ventajas ambas tecnologías están disponibles y son fáciles de usar, desventajas aumenta el tiempo de los procedimientos, requiere curva de aprendizaje, variabilidad interobservador.

SUMMARY

Lace two main new technologies of video endoscopic in the market are: Image of narrow band denominated NBI and Image denominated multiband MBI. In order to be able to understand these technologies, it is necessary to include/understand two physical events as they are the phantom of visible light caught by the human eye and as the color in the objects takes place. Single it is possible to be heightened the details of the surface of weaves as they are the glasses (microvasculatura) and of the structure (microsurface) with certain rank or wavelength of wavelength. Both techniques persecute this objective in the case of NBI developed by Olympus with optical filter previous to the xenon lamp, emits two ranks of wavelength that are blue of 415nm and green 540nm that is two ranks peaky of pick up by the hemoglobina and in case of MBI developed by Fujinon that it consists of a software that the image through a method of spectral estimation processes, in the video processor. Advantages both technologies are available and are easy to use, disadvantages increase the time of the procedures require curve of learning, interobservant variability.

La finalidad de este artículo es revisar algunas de las nuevas tecnologías de video endoscopia como son: Imagen de banda estrecha denominado NBI por sus iniciales en ingles Narrow Band Imaging desarrollada por Olympus e Imagen multibanda denominada MBI por sus iniciales en ingles Multiband Imaging desarrollada por Fujinon. Ambas están diseñadas para mejorar la visualización y realce de la superficie de la mucosa y de la red vascular con el objetivo optimizar la caracterización de los tejidos, su diferenciación, afinar los diagnostico y obtener las herramientas necesarias para evaluar lesiones malignas precoces^(1,3). Presentan una exactitud diagnostica similar a la cromoendoscopia^(4,9), son consideradas alternativas potenciales, aunque no están extensamente estudiadas como la cromoendoscopia⁽¹⁾, actualmente en Japón se considera que son complementarias y se utilizan ambas técnicas en una endoscopia diagnostica.

Para poder entender estas nuevas tecnologías endoscópicas hay que conocer algunos principios físicos sobre el espectro del haz de luz, el rango perceptible para el ojo humano y como se produce el color. El espectro de luz visible captado por el ojo humano va desde 400 nm hasta 700 nm de longitud de onda aproximadamente y cuando fueron diseñados los endoscopios de luz convencional fue con el objeto que el endoscopista pudiera examinar los tejidos con luz natural, la cual se distribuye uniformemente tanto en la extensión como en la profundidad, donde a mayor longitud de onda, mayor penetración en los tejidos, obteniendo una imagen convencional y uniforme de los tejidos. (Figura 1)^(10,13).

El color se produce por la interacción del haz de luz con un objeto, que capta un determinado rango del haz de luz y se reflecta otro rango de ese haz de luz que es captado por el ojo humano (Figura 2 A). Este fenómeno físico se entiende mejor si se ejemplifica: el haz de luz es proyectado a la manzana, la manzana absorbe el rango de la longitud de onda verde y azul (aproximadamente 400nm-600nm) y reflecta la longitud roja la cual es captada por el ojo humano viendo la manzana roja. Por otra parte si omitimos el haz de luz rojo como se observa la figura 2B, y solo proyectamos el haz de luz azul y verde los cuales son absorbidos por la manzana, ningún rango del haz de luz es reflectado al ojo y capta la manzana como negra.

Entender este fenómeno óptico es esencial para comprender las bases las nuevas tecnologías endoscópicas. Solo se puede realzar los detalles de la superficie de los tejidos como son los vasos (microvasculatura) y de la estructura (microsuperficie) con iluminaciones especiales que permitan determinadas longitud de onda o rangos de longitud de onda. De acuerdo a las características particulares de los tejidos y a las necesidades del endoscopista de resaltar determinada área, se debe seleccionar la transmisión de la luz con la longitud de onda requerida. Los cambios en la longitud de onda transmitida son logrados en el caso de NBI con filtro óptico anterior a la luz blanca y en caso de MBI software que procesa la imagen en el video procesador^(10,14).

SISTEMA NBI

La aplicación de la técnica de NBI en el tracto gastrointestinal fue desarrollada por primera vez por el ingeniero japonés K Gono (Sistema médico, Olympus, Tokio, Japón) el propósito original de esta técnica era mejorar el contraste de la arquitectura vascular y la superficie de la mucosa y poder identificar las alteraciones vasculares indicativas de condición patológica.

Inicialmente en el desarrollo de esta técnica de NBI, el primer prototipo poseía tres bandas o filtros (415nm-445nm-500nm) por la facilidad de integrar 3 coladores de NBI con el filtro giratorio de RGB del sistema secuencial. En contraste con el prototipo inicial de 3 bandas, el actual NBI disponible se reduce a dos bandas la iluminación de tejido del color azul (415 nm) y el verde, (540 nm) espectro del haz de luz^(1,2,10,14). Las razones de porque se eligió esta determinadas longitud de onda de azul (415 nm) y verde (540 nm) son las siguientes:

1. La luz con estos determinados valores de longitud de onda: azul (415nm) y verde (540nm) son específicamente absorbidas por la hemoglobina. El haz azul con longitud de onda 415 nm presenta poca penetración en los tejidos (limitado a la mucosa) y por ser un pico de luz absorbido por la hemoglobina los vasos sanguíneos de la mucosa superficial aparecen oscuros (marrón) y provee fuerte contraste con la mucosa circundante más brillante. La haz de luz verde con una longitud de onda de 540 nm penetrante mas profundamente y corresponde a un máximo pico de absorción de hemoglobina secundario y por ende los vasos mas profundos de la submucosa son visible y se exhiben de color cian (figura 3A y 3B).

2. La propagación de la luz en los tejidos esta determinada por su longitud de onda, donde el rango de luz rojo con la mayor longitud (600-700nm) difunde más por los tejidos en extensión como en profundidad y el rango de luz azul con menor longitud de onda difunde menos en extensión y profundidad.

De acuerdo con este principio al reflejar solo este haz de luz con estas determinadas longitud de onda (415nm-540nm) se produce un realce de las estructuras de la superficie (microestructuras) y de los vasos (microvasculatura), originado en parte por presentar mayor poder de reflexión, estas son las razones porque se utiliza esta determinada longitud de onda y es llamada longitud de banda estrecha^{(1, 2,10,14)}.

En resumen los principios del NBI son un diseño óptico centrado en la longitud de onda (415nm-540nm) que ayuda mejorar la visualización al optimizar el realce y el contraste de los microvasos de la superficie y microestructura de la superficie.

Las imágenes en los videos endoscopios convencionales son obtenidos por dos sistemas: uno filtro RGB rotatorio de imagen secuencial y dos dispositivos de rango acoplado denominado CCD. En la practica cuando uno presiona el botón en la parte superior del endoscopio de NBI, el filtro NBI es insertado entre la lámpara xenón y filtro de RGB o el CCD y solo es proyectada la luz azul y verde en la longitud de onda especifica (figura 4A y 4B). La composición final de la imagen de NBI es procesada 415 nm de los canales azules y verdes y la imagen de 540 nm por el canal rojo del monitor, permitiendo de esta manera visualizar más claramente la microvasculatura y microsuperficie^(1,3,14,15).

Excepto por las modificaciones dentro de la fuente de luz los componentes de instrumento de los endoscopios NBI son por lo demás idénticos a aquellos de los endoscopios convencionales RGB secuencial o de CCD de color. NBI puede estar acoplado a zoom y magnificación, electrónico y óptico, lo cual permite optimizar los diagnósticos. Comercialmente el sistema de NBI se encuentra disponible e incluye cualquier endoscopio de RGB secuenciales (Evis Lucera 260), o endoscopios con CCD (Evis Exera II 180). Ambos sistemas cuentan con los mismos filtros y con la misma longitud de onda 415 y 540 nm. Los sistemas de NBI (Evis Exera II 180) están disponibles América. El sistema de NBI con filtro rotatoria RGB de iluminación secuencial (Evis Lucera 260) se encuentra disponible en Asia, Europa y Cuba.

MBI

MBI es una marca de FICE (Fuji Intelligent Color Enhancement, Fujinon, Saitama, Japón) consiste en una imagen digital procesada que resalta la apariencia de la estructuras de la superficie de la mucosa seleccionando diferentes longitudes de onda de luz para reconstruir imágenes virtuales. Puede estar acoplado a magnificación óptica y electrónico que permite optimizar la visualización de los elementos de la superficie Tecnología MBI consiste en un software que procesa la imagen utilizando un algoritmo el cual se basa en métodos de estimación espectral. En esta tecnología la imagen convencional es capturada por un video endoscopio que contiene un CCD y es llevada a un circuito de proceso de estimación espectral el cual se encuentra dentro del procesador. El espectro reflejado corresponde a cada uno de los píxeles tomado con la imagen convencional los cuales son estimados matemáticamente. De este espectro es posible reconstruir una imagen virtual de una simple longitud de onda. Tres imágenes superpuestas contribuyen para visualizar una imagen compuesta en tiempo real que corresponde cada una a determinada longitud de onda previamente seleccionada y asignada a cada uno de los rangos del haz de luz azul, verde y rojo (figura 5).

Diez configuraciones con diferentes rangos de longitud de onda son determinadas desde la fábrica en el procesador (figura 6A y 6B), tan solo al apretar un botón en el teclado de la computadora, en el endoscopio o en un pedal puede obtener el efecto de la imagen espectral. Además la configuración del equipo puede ser personalizada a cada uno de los usuarios y obtener un gran número de permutaciones debido a que presenta 60 longitud de ondas diferentes (400-695 nm) las cuales se pueden incrementar de 5 nm para los tres canales azul, verde y rojo^(1,15).

VENTAJAS Y DESVENTAJAS

Ambos modeles están disponibles comercialmente en sistema de video endoscopio y es muy fácil pasar de la luz convencional a algunas de estas imágenes espectrales con tan solo apretar un botón. La interpretación de estas imágenes requiere familiarizarse con ellas y no siempre es fácil, incrementa el tiempo del procedimiento y además hay una variación inter observador.

Clasificaciones disponibles para varias condiciones no están estandarizadas y validadas lo suficientes para establecer guías para la práctica rutinaria.

Dentro de las desventajas con NBI es que el campo de visión se oscurece al comparar con luz blanca particularmente en órganos con diámetro grandes, además se debe estar cerca de la mucosa para poder detallarla y restos de bilis y sangre pueden oscurecer mas la visión, solo posee un solo filtro con determinada longitud de onda preprogramada no variable^(1,38). MBI produce leve distorsión por pixelación de la imagen, pero posee la ventaja de múltiples longitud de onda disponible.

EFICACIA EN ESTUDIOS COMPARATIVOS

Actualmente múltiples estudios demuestran la utilidad de estas técnicas en diferentes patologías especialmente el diagnostico del cáncer precoz hipofaringe⁽¹⁰⁾, esófago^(16,19), estomago y duodeno^(10,20,23) colon y recto^(23,31) lo cual se escapa de los objetivos de este articulo y será objeto de una próxima revisión.

SEGURIDAD

No se han reportados complicaciones atribuibles al uso de estas técnicas endoscópicas

CONSIDERACIONES FINANCIERAS

El costo de los endoscopios se incrementa notablemente con respecto a los endoscopios convencionales, pero no hay estudios que avalen análisis de costo/beneficio asociado al error muestral donde se puede observar una ventaja significativa⁽¹⁾. Actualmente se encuentran en el mercado otras técnicas endoscópicas como la autoflorescencia^(28,29), endocitoscopio laser confocal^(34,35), tomografía coherencia óptica⁽³⁶⁾ y endocitoscopio⁽⁸⁾ los cuales se escapan a los objetivos de esta revisión.

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