Enhanced Deposizione Di Calore Tramite Agente Di Contrasto Ad Ultrasuoni - Modellazione E Osservazioni Sperimentali

IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control. Jan, 2006  |  Pubmed ID: 16471440

Agenti di contrasto ad ultrasuoni (UCA), originariamente creati per la visualizzazione e a scopo diagnostico, recentemente sono stati suggeriti come efficiente esaltatori di deposizione di potenza ultrasonica nei tessuti. L'assorbimento di energia ultrasonica per trattamenti di ablazione o agenti di contrasto, considerati come problematici nella diagnostica per immagini, potrebbe avere impatto benefico in applicazioni terapeutiche come mirati basati su ipertermia. Introduzione di microbolle di gas nel tessuto da trattare può migliorare l'efficacia dei trattamenti attuali limitando l'aumento di temperatura al sito trattato e riducendo al minimo il danno ai tessuti sani circostanti. A tal fine, è importante per entrambe le applicazioni diagnostiche e terapeutiche ad ultrasuoni corretta valutazione dei parametri che governanti di assorbimento di energia da ultrasuoni indotte bolle stabilizzate. L'attuale studio è stato progettato per prevedere teoricamente e misurare sperimentalmente la dissipazione e riscaldamento effetti dell'UCA incapsulato in un ambiente ben controllato e calibrato. Sono stati studiati gli effetti ultrasonici della concentrazione di microbolle, trasmesso intensità e frequenza sulla dissipazione di potenza e stabilità dell'UCA. L'elevazione massima temperatura ottenuta durante gli esperimenti s 300 era 21 gradi C, in un target volume 10 ml contenente UCA, insonifled da unfocused 3,2 MHz onda continua (CW) a intensità media spaziale di 1,1 W/cm2 (182 kPa). I risultati suggeriscono anche che frequenze più alte vengono assorbiti in modo più efficiente da UCA comunemente utilizzato. In particolare, di intensità media spaziale di 1,1 W/cm2 e concentrazione di 5 x 10 microsfere/cm3, nessuna riduzione significativa dell'assorbimento di UCA è stata notata durante il primo 150 s per insonation 3,2 MHz e il primo 100 s per insonation a 1 MHz. Inoltre, quando bassa intensità media di 0,5 W/cm2 (160 kPa) a 3,2 MHz è stata usata, il comunque UCA sostenuta per quasi 200 s. Così, quando correttamente attivato, UCA può essere adatto per terapie ipertermia localizzate.

Subharmonic Risposta Di Microbolle Incapsulate: Condizioni Di Esistenza E Di Amplificazione

Ultrasound in Medicine & Biology. Nov, 2007  |  Pubmed ID: 17720301

La risposta di microbolle incapsulate a metà della frequenza insonation ad ultrasuoni, definita subharmonic risposta, possa avere potenziali applicazioni nella diagnosi e terapia. Il segnale subharmonic, emesso dalla nube di microbolle Definity sonicato ecografia è stato studiato teoricamente e sperimentalmente. Otticamente è stata analizzata la distribuzione delle dimensioni delle microbolle e la frequenza di risonanza di 2,7 MHz è stato determinato. È stato sviluppato un modello asintotico che genera subharmonic risposta del singolo e di una nuvola di bolle di varie dimensioni. Condizioni di soglia per l'esistenza e l'intensità del segnale subharmonic sono previsti a dipendono dalla distribuzione delle microbolle dimensioni e proprietà shell, oltre la guida campo frequenza e pressione. Sottili tubi riempiti con soluzione Definity erano insonated a pressioni acustiche da 100 a 630 kPa. Sono state misurate le intensità delle armoniche fondamentali emesse e subharmonics. A frequenza 5.5 MHz, due volte la frequenza di risonanza, i segnali subharmonic furono osservati solo a pressioni superiori a 190 kPa. Il rapporto di intensità armoniche fondamentali subharmonic era all'interno da -12 a-1 dB. Sperimentale i risultati hanno mostrato buona correlazione con i risultati teorici nell'intervallo di validità della soluzione asintotica, sostenendo in tal modo le ipotesi di modello.

Imaging Multispettrale Fotoacustico Di Fluorocromi in Piccoli Animali

Optics Letters. Oct, 2007  |  Pubmed ID: 17909608

Fluorocromi sono diventati molecole essenziali reporter nella ricerca biologica. Mostriamo che la distribuzione di profondità-risolto di fluorocromi in piccoli animali può essere imaged con 25 fmol sensibilità e risoluzione spaziale 150 microm mediante imaging multispettrale fotoacustico. Il vantaggio principale dell'approccio multispettrale è il sensibile differenziazione dei cromofori e fluorocromi di interesse sulla base di misurazioni autoreferenzialità, come evidenziato in questo studio risolvendo un fluorocromo comunemente utilizzato (Alexa Fluor 750) in mouse. Il metodo suggerito è adatto per migliorare la visualizzazione delle informazioni funzionali e molecolari in vivo e longitudinalmente.

Ibrido Fotoacustico Fluorescenza Molecolare Tomografia Mediante Inversione Basati Su Elementi Finiti

Medical Physics. Nov, 2007  |  Pubmed ID: 18072494

Miglioramenti nella ricostruzione di fluorescenza quando utilizzando un metodo di tomografia molecolare (FMT) ibrido fluorescenza fotoacustici (PAT) per immagini otticamente eterogenei supporti sono studiati e presentati. Quantitativa di assorbimento ottico mappe vengono recuperati utilizzando un algoritmo backprojection normalizzata per ricostruzione PAT. Consecutivamente, la distribuzione di assorbimento ricostruito è impiegata in informatica un modello avanti basati su equazione di diffusione per FMT utilizzando una soluzione di elementi finiti. Il potenziale promessa del metodo suggerito è sperimentalmente verificata su mimando tessuto fluorescente fantasmi, dove miglioramenti nella qualità delle ricostruzioni FMT sono osservati quando imaging in presenza di un grande assorbitore.

Tomografia Optoacoustic Sensibili Alla Polarizzazione Dei Tessuti Otticamente Diffusi

Optics Letters. Oct, 2008  |  Pubmed ID: 18923605

Polarizzazione è indicativo del materiale anisotropia, una proprietà che rivela informazioni orientamento strutturale delle molecole all'interno del materiale. Qui Indaghiamo se la polarizzazione può essere rilevato optoacoustically di scattering e assorbimento dei tessuti. Utilizzando un prototipo di laboratorio di tomografia optoacoustic sensibili alla polarizzazione, dimostriamo ricostruzioni ad alta risoluzione di dicroismo contrasto profondo in otticamente diffusiva tessuto-mimando i fantasmi. La tecnica è previsto per consentire altamente accurato imaging del contrasto di polarizzazione nei tessuti, ben oltre le capacità attuale di approcci di polarizzazione-imaging ottici puri.

Imaging in Vivo Di Pupe Melanogaster Della Drosofila Con Tomografia a Fluorescenza Mesoscopica

Nature Methods. Jan, 2008  |  Pubmed ID: 18066071

Riportiamo una tecnica per tomografia a fluorescenza che opera oltre i limiti della penetrazione del tessuto di sezionamento microscopia di fluorescenza. Il metodo utilizza illuminazione multi-projection e fotone trasporti descrizione nei tessuti opachi. Noi dimostrare la visualizzazione tridimensionale del corpo intero della morfogenesi delle ghiandole salivari che esprimono GFP e ala immaginale dischi in vita pupe di melanogaster della drosofila in vivo e nel tempo.

Rapporto NATO Normalizzata Per Tomografia Proiezione Ottico a Fluorescenza

Optics Letters. Feb, 2009  |  Pubmed ID: 19183644

Vi presentiamo un approccio nato normalizzato per Tomografia ottica proiezione fluorescenza che prende nelle proprietà dell'account di assorbimento dei tessuti. Questo approccio può essere particolarmente utile per studiare la distribuzione del fluorocromo all'interno dei tessuti. Usiamo l'algoritmo tridimensionale ricostruire e caratterizzare un isotiocianato di fluoresceina contenente un cuore aneurismatico mouse precedentemente iniettato con una sonda molecolare fluorescente e assorbimento phantom.

Imaging Di Organismi Scala Mesoscopica Mediante Tomografia Selettiva-plane Optoacoustic

Physics in Medicine and Biology. May, 2009  |  Pubmed ID: 19369709

Gli organismi viventi scala mesoscopica (cioè 1 mm a 1 cm dimensioni) rimangono in gran parte inaccessibili da attuali metodi di imaging ottici a causa della dispersione della luce intensa nei tessuti. Pertanto, imaging di molti organismi modello importanti, come gli insetti, pesci, vermi e, analogamente, dimensioni campioni biologici, è attualmente limitato a embrionali o altre fasi trasparente di sviluppo. Questo lo rende difficile da correlare embrionale meccanismi cellulari e molecolari a conseguenze in funzione dell'organo e comportamento animale nelle fasi più avanzate e gli adulti. Nel presente documento, abbiamo sviluppato una tecnica di tomografia optoacoustic illuminazione selettiva-piano per l'imaging in vivo di organismi otticamente diffusivi e tessuti. Il metodo è in grado di whole-body imaging a profondità dalla sub-millimeter fino a gamma centimetro con una risoluzione spaziale scalabile nell'ordine di grandezza di pochi decimi di micron. In contrasto con i metodi ottici puri, la risoluzione spaziale qui non è determinata né limitata dalla diffusione della luce; Pertanto, tali prestazioni non possono essere raggiunto da qualsiasi altra tecnologia imaging ottica sviluppata finora. L'utilità del metodo è dimostrato su diversi modelli di tutto il corpo e le estremità di piccoli animali.

Sensibilità Di Rilevamento Del Bersaglio Molecolare Di Tomografia Multispettrale Optoacoustic (MSOT)

Medical Physics. Mar, 2009  |  Pubmed ID: 19378754

Optoacoustic imaging sta emergendo come una modalità di imaging non invasiva che può risolvere il contrasto ottico attraverso parecchi millimetri in centimetri del tessuto con la risoluzione raggiunta dall'ecografia. Più recentemente, applicato a più lunghezze d'onda di illuminazione, tomografia multispettrale optoacoustic (MSOT) offerto la possibilità di visualizzare in modo efficace biomarcatori tessuto risolvendo le loro firme spettrali distinte. Mentre il potenziale imaging del metodo è stato dimostrato, poco si sa sulle prestazioni sensibilità nel risolvere sostanze cromofori e fluorescenti, come reporter ottico funzionale e molecolare. Qui gli autori indagare la capacità di rilevamento e limiti fisici di formazione immagine tomografica optoacoustic simulando i segnali provenienti da assorbire sfere in tessuto-imitando la media. Per raggiungere questo obiettivo, un'equazione optoacoustic modificato viene impiegata per incorporare dipendente dalla lunghezza d'onda di propagazione e l'attenuazione della luce diffusa e ultrasuoni. Le previsioni teoriche sono ulteriormente convalidate in phantom esperimenti che coinvolgono incubiamo, un agente molecolare fluorescente infrarosso vicino comune.

Modificazione Superficiale E Dimensione Dipendenza Nella Traslocazione Delle Particelle Durante Lo Sviluppo Embrionale Precoce

Inhalation Toxicology. Jul, 2009  |  Pubmed ID: 19558239

Poiché la s mid-1990, il numero di studi che collegano gli inquinanti atmosferici di peso alla nascita pretermine e basso, oltre a difetti cardiaci congeniti, è cresciuta costantemente ogni anno. Il periodo critico nello sviluppo degli embrioni del mouse inizia con l'inizio della gastrulazione al giorno 7,5 di gestazione. Il nostro obiettivo è quello di esaminare il ruolo della dimensione di particelle e di modificazione superficiale nella traslocazione delle particelle durante questo sviluppo embrionale precoce. Particelle fluorescenti di polistirene (PS) sono stati impiegati perché offrono un metodo di rilevamento efficiente e sicuro. Topi femminili incinti sono stati sacrificati a 7,5 giorni di gestazione. Dopo il taglio aperto le decidue, l'endoderma parietale era accuratamente separato e rimosso. Diverse dimensioni delle perline amminico e carbossilico-modifica PS sono state iniettate tramite i tessuti extraembryonic. Gli embrioni sono stati incubati per 12 h e sono stati studiati sotto microscopia di fluorescenza, confocale e mesoscopiche tomografia a fluorescenza. I risultati mostrano che carbossilico PS 20-nm distribuire negli strati germinali embrionali ed extraembryonic di ectoderma, mesoderma ed endoderma. Inoltre, quando le particelle sono più grandi di 100 nm, PS si accumulano nei tessuti extraembryonic, ma nondimeno 200 nm ammina-modificato particelle possono passare negli embrioni. È interessante, è stata osservata un'inibizione della crescita gli embrioni contenenti nanoparticelle. Infine, il più forte effetto di traslocazione è associato con perline PS ammina-modificato (200 nm) invece i più piccoli (20 nm, 100 nm) carbossilico ones.

Estrazione Di Segnale Optoacoustic Quantitativa Utilizzando Segnale Scarsa Rappresentazione

IEEE Transactions on Medical Imaging. Dec, 2009  |  Pubmed ID: 19628454

Segnaliamo su una nuova metodologia di quantificazione delle ricostruzioni tomografiche optoacoustic in condizioni di illuminazione eterogenei rappresentative di realistici scenari di formazione immagini whole-body. Il nostro metodo si basa sulle differenze nelle caratteristiche spaziali del coefficiente di assorbimento e la densità ottica di energia all'interno del mezzo. Mediante decomposizione base radi-rappresentazione, sfruttiamo queste caratteristiche diverse per estrarre sia il coefficiente di assorbimento e la densità di fotoni all'interno dell'oggetto immagine dall'immagine optoacoustic. In contrasto con i metodi precedenti, questo algoritmo non è basato sulla soluzione di equazioni teoriche trasporto leggero e non richiede conoscenza esplicita della geometria di illuminazione o le proprietà ottiche dell'oggetto e altri parametri sperimentali sconosciute o vagamente definite, che porta a prestazioni altamente robusta. Il metodo è stato esaminato con successo con numericamente e sperimentalmente dati generati ed è stato trovato per essere ideale per le implementazioni pratiche nei regimi tomografiche di varia complessità, inclusi i sistemi di illuminazione multiprojection e gli studi di tomografia (MSOT) optoacoustic multispettrale di biomarcatori di tessuto.

Immagini Di Fluorescenza Transilluminazione in Topi Usando Nanoparticelle Upconverting Biocompatibile

Optics Letters. Sep, 2009  |  Pubmed ID: 19724491

Segnaliamo su uno studio sistematico della generazione del segnale di fluorescenza di upconverting all'interno di torbidi fantasmi e tessuti reali. Funzione di un Green tre punti precisi, che descrive il modello di propagazione del fotone, avanti è stabilito e validato sperimentalmente. Dimostreremo ulteriormente, per la prima volta a nostra conoscenza, imaging privo di autofluorescenza transilluminazione dei topi che hanno ricevuto le nanoparticelle upconverting biocompatibile. Il metodo molto promettente per la visualizzazione di corpo intero manufatto privo di ottiche sonde molecolari.

Optoacoustic Multispectral Scanner Tomografia (elenchi) Per Tutto Il Corpo Piccolo Animale Imaging

Optics Express. Nov, 2009  |  Pubmed ID: 19997381

Una maggiore difficoltà derivanti dal corpo intero optoacoustic imaging è i tempi di acquisizione lunghi associati con registrazione di segnali da più proiezioni spaziali. I segnali acquisiti sono anche generalmente deboli e il rapporto segnale-rumore è basso, problemi spesso risolti da segnale in media, che complica la acquisizione e aumenta i tempi di acquisizione in una misura che rende molte applicazioni in vivo difficile o addirittura impossibile. Qui vi presentiamo scanner veloce acquisizione multispettrale optoacoustic tomografia (MSOT) per la visualizzazione di tutto il corpo di marcatori molecolari in piccoli animali. Illuminazione le offre la possibilità di risolvere in maniera esogena somministrata sonde fluorescenti, biomarcatori e altri cromofori intrinseci ed esogene. Le prestazioni del sistema sono determinata in phantom esperimenti che coinvolgono le sonde molecolari e convalidata da imaging di piccoli animali di varie scale.

Nanoportatori Multifunzionale Per La Diagnostica, Drug Delivery E Trattamento Mirato Attraverso La Barriera Emato - Encefalica: Prospettive Su Rilevamento E Neuroimaging

Particle and Fibre Toxicology. 2010  |  Pubmed ID: 20199661

La nanotecnologia ha portato una serie di nuove possibilità in scoperta biologica e pratica clinica. In particolare, nano-scalati i vettori hanno revolutionalized drug delivery, che consente per gli agenti terapeutici per essere selettivamente mirati su un livello specifico di organi, tessuti e cellule, anche riducendo al minimo l'esposizione dei tessuti sani alle droghe. In questa recensione abbiamo discutere e analizzare tre questioni, che sono considerati alla base di sistemi di consegna di droga su scala nano, vale a dire la funzionalizzazione di nanoportatori, consegna a organi bersaglio e imaging in vivo. In primo luogo vengono rivisti gli ultimi sviluppi sulle strategie di coniugazione altamente specifici che vengono utilizzati per fissare biomolecole alla superficie delle nanoparticelle (NP). Oltre alla droga che trasportano le capacità, la funzionalizzazione di nanoportatori anche facilitare loro trasporto agli organi bersaglio primario. Evidenziamo il vantaggio principale di nanoportatori, cioè la loro capacità di attraversare la barriera emato - encefalica (BBB), uno strato di cellule endoteliali che circonda il cervello che impedisce di entrare il cervello molecole di alto peso molecolare strettamente imballata. BBB ha parecchie molecole di trasporto come fattori di crescita, insulina e Transferrina che potenzialmente può aumentare l'efficienza e la cinetica del cervello-targeting nanoportatori. Potenziali trattamenti per comuni disturbi neurologici, quali ictus, tumori e l'Alzheimer, sono pertanto un'applicazione molto ricercata della nanomedicina. Allo stesso modo qualsiasi altri drug delivery system, un certo numero di parametri deve essere registrati una volta funzionalizzate NPs sono amministrati, per esempio la loro efficienza nell'organo-selective targeting, bioaccumulo e l'escrezione. Infine, direct imaging in vivo dei nanomateriali è un campo recente emozionante che può fornire tracking in tempo reale di quelli nanoportatori. Passiamo in rassegna una serie di sistemi adatti per imaging in vivo e monitoraggio della consegna della droga, con un'enfasi sulla più recente introdotta modalità di imaging molecolare basato su ottica e ibrido di contrasto, come ad esempio la proteina fluorescente tomografia computerizzata e la tomografia multispettrale optoacoustic. Nel complesso, grande potenziale è prevista per nanoportatori nella diagnostica medica, terapeutica e targeting molecolare. Una tabella di marcia proposta per direzioni di ricerca in corso e future è quindi discussi in dettaglio con enfasi sullo sviluppo di nuovi approcci per la funzionalizzazione, targeting e imaging dei sistemi di somministrazione farmacologica basati su nano, una tecnologia all'avanguardia, pronta a cambiare la medicina modi è amministrato.

Inversione Acustica Fast Deflussi Basato Su Modello Per Tomografia Quantitativa Optoacoustic

IEEE Transactions on Medical Imaging. Jun, 2010  |  Pubmed ID: 20304725

Vi presentiamo un algoritmo veloce basato su modello di inversione per tomografia quantitativa optoacoustic 2-D e 3-d. L'algoritmo è basato su un modello avanti preciso ed efficiente, che elimina la necessità di regolarizzazione nel processo di inversione garantendo flessibilità di modellazione essenziale per formazione immagine quantitativa. Il metodo di ricostruzione di immagine risultante elimina problemi di stabilità riscontrati nelle tecniche basate sul modello precedentemente pubblicate e, pertanto, consente performanti ricostruzione di immagine in tempo reale. Il nostro framework basato su modello offre una generalizzazione della soluzione avanti al più completi modelli di propagazione, optoacoustic, come compresa la risposta in frequenza detector, senza modificare la procedura di inversione. La velocità di ricostruzione e altri spettacoli algoritmiche sono dimostrate mediante studi di simulazione numerica e sperimentalmente in tessuto-mimando otticamente eterogenei fantasmi e piccoli animali. Negli esempi sperimentali, le ricostruzioni basate sul modello correttamente si manifestano l'effetto di attenuazione della luce attraverso gli oggetti e non hanno sofferto dagli artefatti che solitamente affliggono gli algoritmi backprojection filtrata comunemente utilizzati, quali i valori di assorbimento negativo.

Acquisizione Delle Attività Di Sonda Molecolare Con Tomografia Ottica Proiezione Fluorescenza Born-normalizzati

Optics Letters. Apr, 2010  |  Pubmed ID: 20364226

Tomografia ottica di proiezione è un nuovo ex vivo, tecnica che permette di imaging di interi organi in tre dimensioni ad alta risoluzione spaziale di imaging. In questa lettera noi dimostrare la sua capacità di visualizzare tomographically attività molecolare in tutto organi di topi. In particolare, attività eosinofili nei polmoni asmatici è risolto utilizzando una Tomografia ottica proiezione fluorescenza Born-normalizzati e impiegando una sonda molecolare vicino-IR. La possibilità di raggiungere molecolarmente sensibile contrasto imaging a Tomografia ottica proiezione tramite agenti reporter imaging mirato e attivabili aggiunge una nuova gamma di funzionalità per indagare le firme molecolari dei processi fisiopatologici e un'ampia varietà di malattie e il loro sviluppo.

Imaging Molecolare Mediante Tomografia Multispettrale Optoacoustic (MSOT)

Chemical Reviews. May, 2010  |  Pubmed ID: 20387910

Anatomiche E Microstrutturale Di Imaging Dell'angiogenesi

European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging. Aug, 2010  |  Pubmed ID: 20461375

SCOPO: Questo articolo recensioni e discute le diverse opzioni per la visualizzazione della microarchitettura di navi ex vivo e in vivo per quanto riguarda l'affidabilità, praticità e disponibilità. RISULTATI e discussione: L'inchiesta dell'angiogenesi da metodi istologici standard, come conti di densità del microvessel, è limitato dall'architettura tridimensionale (3D) e la funzionalità dei vasi non può essere considerata correttamente. Coregistration di immunostained immagini delle navi può essere eseguita ma è che richiede tempo e spesso non sufficientemente accurata. Microscopia di fluorescenza confocale è un'alternativa, ma consente solo pile 3-d di meno di 500 nm di spessore. Microscopia multifotonica e altre tecnologie avanzate, come la tomografia a coerenza ottica e frequenza ottico dominio imaging, forniscono una visione più profonda nei tessuti e permettono di imaging in vivo di Talengectasia, che è una precondizione per studi longitudinali. Oltre a queste tecniche microscopiche, la vascolarizzazione nei più grandi campioni di tessuto può essere studiata con calchi di corrosione in combinazione con scanning electron microscopy, o tomografia microtomografia (magnetica). Inoltre, i recenti miglioramenti nella tecnologia magnetica aprono nuove prospettive per le scansioni in vivo con alta risoluzione e tollerabile dosi di raggi x. Anche 3D contrasto migliorato ad ultrasuoni ad alta frequenza ha dimostrato di essere sensibile per vasi angiogenica e anche distinguere tra maturi e immaturi vasi appare fattibile. Architettura Microvessel può essere visualizzato anche da MRI. Qui, tecniche di angiografia T1-pesata dopo iniezione di agenti di contrasto pool di sangue appaiono preferibile. Optoacoustic formazione immagine tomografica più recente ha dimostrato promessa per la mappatura ad alta risoluzione in vivo del microvasculature in roditori usando contrasto intrinseco basati sull'emoglobina e agenti di contrasto esogeno.

Sistema Di Catetere Vicino Infrarosso Fluorescenza Per L'imaging Intravascolare Bidimensionale in Vivo

Optics Express. May, 2010  |  Pubmed ID: 20588998

Rilevamento di ad alto rischio coronarici arteriosi placche prima della rottura rimane un'insoddisfatta clinici sfida, in parte a causa delle severe risoluzione e sensibilità requisiti per imaging arteriosa coronarica umana in vivo. Per rispondere a questa esigenza, abbiamo sviluppato una fluorescenza (NIR) near-infrared imaging system catetere per intra-vascular imaging molecolare di aterosclerosi nei vasi dell'arteria coronaria di dimensioni medie, capace di risolvere attività fluorescenza bidimensionale in organi cavi, come i vasi sanguigni. Basato su un disegno di fibra rotazionale, il sistema di catetere illumina e rileva perpendicolare all'asse di rotazione, mentre un meccanismo automatizzato pullback consente visualizzazione lungo i vasi sanguigni con una velocità di scansione fino a 1,5 mm/sec. Dimostriamo la precedentemente non documentata capacità di produrre immagini di fluorescenza NIR intravascolare di organi cavi in vivo e mostrare le misurazioni delle prestazioni del sistema sviluppato utilizzando mimando i fantasmi dei vasi sanguigni. Questo approccio imaging è orientato verso l'imaging molecolare in vivo di biomarcatori aterosclerotiche ed è progettato per consentire un'integrazione nel laboratorio di cateterismo cardiaco.

Tomografia Di Optoacoustic Video Tasso Di Perfusione Del Mouse

Optics Letters. Jul, 2010  |  Pubmed ID: 20634868

Optoacoustic tomografia può visualizzare contrasto ottico nei tessuti mentre sfruttando i vantaggi dell'ecografia, ad esempio ad alta risoluzione spaziale e veloce funzionalità di imaging. Segnaliamo un sistema di tomografia optoacoustic romanzo multispettrale per imaging animale piccolo tessuto profondo. La capacità precedentemente non documentata di tomografia optoacoustic tutto il corpo con un tasso di video è stata dimostrata da visualizzazione perfusione del mouse utilizzando Indocyanine Green in vivo.

Imaging Cardiovascolare Dinamica E in Tempo Reale Oro Nanobastoni Con Tomografia Multispettrale Optoacoustic in Circolazione

Optics Express. Sep, 2010  |  Pubmed ID: 20940855

Visualizzazione macroscopica delle caratteristiche funzionali e molecolari delle malattie cardiovascolari sta emergendo come uno strumento importante nella ricerca di base e clinica traduzione di nuove strategie diagnostiche e terapeutiche. Noi mostrare l'applicazione di tecniche di tomografia Optoacoustic multispettrale (elenchi) ad aspetti diversi in modo non invasivo di immagini del sistema cardiovascolare mouse macroscopicamente in vivo e in tempo reale, una capacità senza precedenti rispetto alle ottiche o optoacoustic (fotoacustico) imaging approcci finora documentati. In particolare, si dimostrano imaging delle arterie carotidee, l'aorta e la parete cardiaca. Abbiamo ulteriormente dimostrare la capacità di visualizzare dinamicamente nanobastoni oro che possono essere utilizzato per migliorare il contrasto ed essere estesa alle applicazioni di imaging molecolare in circolazione. Discutiamo il potenziale di questa capacità di imaging nella malattia cardiovascolare (CVD) ricerca e applicazioni cliniche.

Campo Vicino Tomografia Termoacustica Radiofrequenza Con Eccitazione Impulso

Medical Physics. Sep, 2010  |  Pubmed ID: 20964177

Prestazioni di radiofrequenza e microonde-based termoacustica tomografia sistemi di imaging è determinata principalmente dalla capacità di depositare una notevole quantità di energia elettromagnetica all'interno di durata ultrashort. Impulsi di durata nanosecondo-gamma che possono trasportare centinaia di millijoules energia sono ideali per ottenere buon segnale-rumore e risoluzione spaziale in molte applicazioni di imaging biologiche. Tuttavia, le implementazioni esistenti sono basate su soluzioni di amplificazione di frequenza di elemento portante modulata, che sono generalmente costosi e non possono raggiungere la potenza di picco altissima requisiti essenziali per la generazione del segnale ottimale termoacustica.

Optoacoustic Tomografia Con Illuminazione Variabile E Modelli Di Individuazione Non Uniforme

Journal of the Optical Society of America. A, Optics, Image Science, and Vision. Nov, 2010  |  Pubmed ID: 21045914

Quantificazione della distribuzione tissutale morfologia e biomarker mediante tomografia optoacoustic è una sfida importante e pluriennale, principalmente causata dalla complessa struttura eterogenea dei tessuti biologici, nonché la mancanza di algoritmi di ricostruzione accurata e robusta. Gli approcci di inversione basati sul modello introdotto di recente sono stati mostrati a mitigare alcuni degli artefatti ricostruzione associati comunemente utilizzati schemi di retro-proiezione, fornendo una piattaforma eccellente per ottenere mappe quantificati di deposizione di energia ottica in configurazioni sperimentali di varie complessità. In questo lavoro, vi presentiamo un ponderata basata sul modello di approccio, capace di superare le sfide di ricostruzione causate da variazioni di al-proiezione di illuminazione dell'oggetto e di altri effetti di illuminazione parziale. L'universale procedura di ponderazione è ugualmente indicato per ridurre gli artefatti di ricostruzione associati con altre imperfezioni sperimentale, come ad esempio campi di sensibilità non uniforme trasduttore. Significativi miglioramenti nella fedeltà di immagine e di quantificazione sono esposti sia numericamente sia sperimentalmente su topi e fantasmi di tessuto.

Metodi Optoacoustic Per La Calibrazione Di Frequenza Dei Sensori Ad Ultrasuoni

IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control. Feb, 2011  |  Pubmed ID: 21342817

La risposta in frequenza dei rilevatori ad ultrasuoni è comunemente calibrata trovando la loro sensibilità alle onde incidente aereo a frequenze discrete. Per alcune applicazioni, come ad esempio il campo emergente della tomografia optoacoustic, è la risposta al punto fonti che emettono spettri a banda larga che ha bisogno di essere trovato invece. Anche se queste due caratteristiche di sensibilità distinte sono intercambiabili nel caso di un rivelatore a piatto e una sorgente puntiforme all'infinito, non è il caso per rilevatori con dimensioni considerevolmente superiori alla lunghezza d'onda acustica di interesse o quelli che hanno un'apertura mirata. Tali geometrie, che sono comuni in optoacoustics, richiedono la taratura diretta del rilevatore acustico utilizzando una sorgente puntiforme in posizione rilevante. In questa carta, segnaliamo su romanzo cross-validazione optoacoustic metodi per misurare la risposta in frequenza dei sensori acustici a banda larga. L'approccio sviluppato non necessita di idrofoni precalibrati e pertanto può essere facilmente adottato in qualsiasi configurazione di misura optoacoustic esistente. I metodi sono correttamente confermati sperimentalmente misurando la risposta in frequenza di un rivelatore piezoelettrico comune abbia una forma cilindrica focalizzata.

Fonte Cieca Unmixing Nella Tomografia Multispettrale Optoacoustic

Optics Express. Feb, 2011  |  Pubmed ID: 21369139

Tomografia multispettrale optoacoustic (fotoacustico) (MSOT) è una modalità ibrida che può l'immagine attraverso parecchi millimetri a centimetri dei tessuti diffusi, raggiungendo risoluzioni tipiche di ecografia. Il metodo è in grado di identificare ulteriori biomarcatori di tessuto dalla decomposizione spettrali contributi delle diverse molecole assorbenti foto di interesse. In questo lavoro abbiamo indagare le prestazioni dei ciechi fonte unmixing metodi e approcci di raccordo spettrale in decomposizione i contributi di tinture fluorescenti dallo sfondo tessuto, sulla base di misurazioni di elenchi nei topi. Troviamo ciechi unmixing come un metodo promettente per decomposizione elenchi accurato, adatto anche per unmixing spettrale nell'imaging di fluorescenza. Noi dimostrare ulteriormente la sua capacità con unmixing temporale su Real-Time elenchi dati ottenuti in vivo per migliorare la visualizzazione del flusso di assorbitore agente nel sistema vascolare del mouse.

Inversioni Basati Sul Modello Optoacoustic Con Dati Incompleti Proiezione

Medical Physics. Mar, 2011  |  Pubmed ID: 21520882

Optoacoustic imaging è un'emergente non invasiva di imaging modalità che può risolvere il contrasto ottico attraverso parecchi millimetri in centimetri del tessuto con diffrazione limitata risoluzione dell'ecografia. Eppure, quantificati ricostruzione di mappe di assorbimento del tessuto richiede optoacoustic segnali devono essere raccolti da come molti luoghi attorno all'oggetto come possibile. In molti tomografica di imaging scenari, tuttavia, solo vista limitata o parziale proiezione sono disponibili dati, che ha dimostrato di generare artefatti di immagine e perdita complessiva di precisione di quantificazione.

Campo Vicino Tomografia Termoacustica Di Piccoli Animali

Physics in Medicine and Biology. Jun, 2011  |  Pubmed ID: 21572232

Radiofrequenza campo vicino tomografia termoacustica (NRT) è un nuovo metodo di imaging che è stato sviluppato per ridurre i limiti del convenzionale termoacustica imaging approcci, legati a difficili compromessi tra potenza del segnale e risoluzione spaziale. Utilizzando i impulsi elettromagnetici a durata ns ∼20 insieme ad assorbimento di energia migliore accoppiamento nel campo vicino, questo metodo può fornire immagini ad alta risoluzione senza compromettere signal to noise ratio. NRT è una promettente modalità, offrendo convenienza e facilità di implementazione e si può essere convenientemente scalato per gli esseri umani e animali di piccola taglia immagine. Tuttavia, molti dei parametri di prestazione del metodo non sono ancora documentate. In questo libro, ci caratterizzano le prestazioni di imaging prevista tramite simulazioni numeriche, basato su una tecnica di integrazione finiti tempo-dominio (FITD) e gli esperimenti usando fantasmi simulando tessuti e campioni biologici diversi. Inoltre, vi mostriamo per il primi volta whole-body tomografiche imaging risultati da topi, rivelando dettagli anatomici chiaro insieme a inclusioni altamente dissipativi introdotti per il controllo. La migliore risoluzione spaziale realizzata per questi esperimenti è stato 150 µm.

Ad Alta Sensibilità Rivelatore Ad Ultrasuoni Compatto Basato Su Un Pi-sfasata Fiber Bragg Grigliato

Optics Letters. May, 2011  |  Pubmed ID: 21593906

Un idrofono compatto altamente sensibile, basato su un pi-sfasata fiber Bragg grigliato, è stato sviluppato per la misurazione dei campi ad ultrasuoni a banda larga. La griglia presenta una forte risonanza, lunghezza d'onda cui centroide è sensibile la pressione. La risonanza è monitorata da un laser (CW) per misurare le variazioni di pressione indotta da ultrasuoni all'interno del reticolo. In contrasto con sensori fibra standard, l'elevata finezza della risonanza - che è il motivo per cui un'elevata sensibilità del sensore - non è associato con una lunghezza di propagazione lungo. Localizzazione luce intorno lo sfasamento riduce la dimensione effettiva del sensore di sotto della griglia e viene scalato inversamente con la larghezza spettrale di risonanza. Nel nostro sistema, di una lunghezza efficace sensore di 270 μm, pressione sensibilità di 440 Pa e larghezza di banda effettiva di 10 MHz sono stati raggiunti. Questa performance rende il nostro design attraente per le applicazioni di imaging mediche, come la tomografia optoacoustic, in cui compatto, sensibile, e rivelatori di acustica a banda larga sono necessari.

Tomografia Optoacoustic Multispettrale Di Matrix Metalloproteinase Attività Vulnerabili Placche Carotidei Umana

Molecular Imaging and Biology : MIB : the Official Publication of the Academy of Molecular Imaging. Jul, 2011  |  Pubmed ID: 21720908

OBIETTIVI: Elevata espressione di catepsine, integrine e matrice metalloproteinasi (MMP) sono in genere associata a instabilità di placca aterosclerotica. Mentre etichettare fluorescente di tali molecole è stata ampiamente dimostrata, nessun metodo di imaging è stato finora dimostrato in grado di risolvere questi tag associate all'infiammazione con risoluzione oltre profondità microscopica e ad alta fedeltà. Questo studio è finalizzato alla dimostrazione di un nuovo metodo con alto potenziale per la diagnostica cardiovascolare clinica non invasiva delle placche vulnerabili utilizzando la tecnologia di tomografia (elenchi) ad alta risoluzione optoacoustic multispettrale tessuti profondi. Metodi e risultati: Sonda fluorescente attivabile (MMPSense ™ 680) di MMP-sensibile è stato applicato a placche carotidee umane da pazienti sintomatici. Attività aterosclerotica è stato rilevato da tuning lunghezze d'onda elenchi per le modifiche di attivazione-dipendente assorbimento delle molecole, strutturalmente modificate in presenza di enzimi. Analisi elenchi forniti simultaneamente morfologia insieme ad attività MMP eterogenei con migliore risoluzione 200 micron per tutto il tessuto intatto placca. I risultati hanno corrisposto bene con epi-fluorescenza immagini fatte da cryosections sottile. Elevata attività MMP è stato ulteriormente confermato da zimogramma in situ, accompagnato da afflusso di aumento dei macrofagi. CONCLUSIONI: Abbiamo dimostrato, per la prima volta a nostra conoscenza, la capacità di elenchi di fornire immagini volumetriche di distribuzione attivabili sonda molecolare profondo all'interno dei tessuti otticamente diffusi. Mappatura ad alta risoluzione dell'attività MMP è stato raggiunto nel profondo la placca vulnerabile degli esemplari carotide umane intatte. Questa performance si riferisce direttamente al pre-screening applicazioni in modelli animali e decisione clinica potenziale come che può permettere alla fine per visualizzazione altamente specifico e messa in scena di vulnerabilità di placca così un impatto decisionale clinico terapeutico.

Tomografia Volumetrica in Tempo Reale Optoacoustic Multispettrale Di Biomarcatori

Nature Protocols. Aug, 2011  |  Pubmed ID: 21738125

Tomografia multispettrale optoacoustic (MSOT) recentemente è stata sviluppata per abilitare la visualizzazione dei biomarcatori ottici di contrasto e tessuto, con il rappresentante di risoluzione e la velocità degli ultrasuoni. Nell'implementazione descritta qui, elenchi permette il funzionamento in modalità tempo reale per l'acquisizione di singole immagini trasversali in < 1 ms da soggiorno piccoli animali (ad es., topi) e altri tessuti di dimensioni simili. Alla base del metodo è illuminazione dell'oggetto utilizzando lunghezze d'onda multiple al fine di risolvere biomarcatori spettralmente distinte sopra cromofori tessuto sfondo. Il sistema consente il posizionamento orizzontale di un topo in camera di imaging e scansione tridimensionale di tutto il corpo senza la necessità di immergere il mouse in acqua. Qui forniamo una descrizione dettagliata dei componenti dello scanner MSOT, calibrazione del sistema, selezione di algoritmi di ricostruzione dell'immagine e gestione degli animali. Nel complesso, l'intero protocollo può essere completato entro 15-30 min per l'acquisizione di un set di dati multispettrali whole-body da un mouse vivente.

Optoacoustic Basata Sul Modello Di Inversione Con Rilevatori Di Forma Arbitraria

Medical Physics. Jul, 2011  |  Pubmed ID: 21859030

Optoacoustic imaging consente la mappatura dell'assorbimento ottico di tessuti biologici usando eccitazione ottica e acustica di rilevamento. Anche se più algoritmi di ricostruzione di immagine si basano sul presupposto di un rivelatore con una sensibilità isotropa, la geometria del rivelatore spesso porta a una risposta con spazialmente dipendente dalla grandezza e larghezza di banda. Questo effetto può condurre all'attenuazione o distorsione del segnale registrato e, di conseguenza, nell'immagine ricostruita.

Gli Effetti Di Attenuazione Acustica in Segnali Optoacoustic

Physics in Medicine and Biology. Sep, 2011  |  Pubmed ID: 21873768

In questa carta, si è dimostrato che gli effetti di attenuazione acustica possono giocare un ruolo significativo nello stabilire la qualità delle ricostruzioni tomografiche optoacoustic. Di conseguenza, spazialmente dipendente dalla riduzione dell'ampiezza del segnale porta a errori di quantificazione della distribuzione ricostruita del coefficiente di assorbimento ottico mentre ampliando segnale provoca perdita di risoluzione dell'immagine. Qui vi proponiamo un algoritmo di correzione per la contabilizzazione degli effetti di attenuazione, che è applicabile nei domini del tempo e la frequenza. Esso è ulteriormente indagato quale parte dello spettro del segnale di optoacoustic praticamente è influenzato da tali effetti in scenari realistici di imaging. La validità e i vantaggi della modellazione suggerito e approcci di correzione vengono convalidati sperimentalmente in misure fantasma.

Tomografia Multispettrale Optoacoustic Mediante Rapporto Spettrale Normalizzata

Optics Letters. Nov, 2011  |  Pubmed ID: 22048356

Quantificazione dei biomarcatori mediante tomografia multispettrale optoacoustic può essere impegnativo a causa delle variazioni di fluenza fotone con profondità e proprietà ottiche del tessuto spazialmente eterogeneo. Qui presentiamo un approccio rapporto spettrale che conti per variazioni di fluenza del fotone. Le prestazioni e l'imaging miglioramento ottenuto con il metodo proposto è presentato sia numericamente sia sperimentalmente nei fantasmi e nei topi.

Approccio Statistico Per La Ricostruzione Di Immagini Optoacoustic in Presenza Di Forte Eterogeneità Acustica

IEEE Transactions on Medical Imaging. Feb, 2011  |  Pubmed ID: 20876007

Un metodo viene presentato per ridurre artefatti prodotte in immagini tomografia optoacoustic a causa della riflessione interna o la dispersione delle onde acustiche. Esso è basato sulla ponderazione il contributo tomografica di ogni rivelatore con la probabilità che un segnale colpito da disadattamento acustica è misurato in quella posizione. Il metodo di correzione non richiede conoscenza a priori delle proprietà del campione immagine ottico o acustico. Test delle prestazioni sono state fatte con fantasmi di agar che comprendeva lacune di aria per mimando forti riflessioni acustiche nonché con un'eterogeneo acusticamente Zebrafish adulto. I risultati ottenuti con il metodo proposto mostrano una chiara riduzione degli artefatti per quanto riguarda le immagini originali ricostruiti con algoritmo di retro-proiezione filtrata. Questa performance è direttamente correlata in vivo piccole animale applicazioni di imaging che coinvolgono imaging in presenza di ossa, polmoni e altri organi altamente non corrispondenti.

Profondo Tessuto Ottico E Optoacoustic Molecular Imaging Technologies Per Piccola Animali Ricerca E Scoperta Della Droga

Current Pharmaceutical Biotechnology. Jan, 2012  |  Pubmed ID: 22216767

Per secoli, scoperte biologiche erano basati su imaging ottico, in particolare microscopia ma anche diversi dosaggi cromofori e approcci fotografici. Con la recente emersione dei metodi appropriati per bio-marker in vivo di colorazione, come bioluminescenza, sonde molecolari fluorescenti e proteine, così come gli agenti mirati basati su nanoparticelle, notevole attenzione è spostata verso gli interrogatori in vivo di diversi dinamici processi biologici a livello molecolare. Questo progresso è stato sostenuto in gran parte dallo sviluppo di avanzate tecnologie imaging tomografici adatte per ottenere la visualizzazione volumetrica delle distribuzioni di bio-marker in piccoli animali ad una scala di tutto il corpo o l'intero organo, una frontiera di imaging che non è accessibile mediante le tecniche microscopiche sezionamento tessuto esistente a causa della dispersione della luce intensa oltre la profondità di alcune centinaia di micron. Importanti esempi di tali modalità di imaging ottico recentemente sviluppate sono rivisti qui, compreso tomografia bioluminescenza (BLT), tomografia a fluorescenza molecolare (FMT) e Tomografia ottica di proiezione (OPT). La farmaceutica comunitaria di imaging rapidamente ha stanziato stessa di queste nuove forme di imaging ottico, poiché provengono con vantaggi molto interessanti, come capacità quantitativa tridimensionale, correlazione diretta con il culture biologiche, semplicità ed economicità d'uso e l'uso della cassaforte - radiazioni non ionizzanti. Alcuni approcci di multimodalità, che unisce la luce con altre modalità di imaging come raggi x CT o MRI, dando la possibilità di acquisire sia una ricostruzione di contrasto ottico insieme a immagini anatomiche di Ciao-fedeltà, sono anche rivisto. Una sezione separata è dedicata all'ibrido basati sul fenomeno optoacoustic, come la tomografia multispettrale optoacoustic (MSOT), che sono pronti a sfruttare il contrasto tradizionale e vantaggi della specificità dello spettro ottico consegnando un mai potente set di funzionalità, tra cui funzionamento in tempo reale e ad alta risoluzione spaziale, non risente della natura di dispersione dei tessuti biologici di tecniche di imaging.

Veloce Multispettrale Tomografia Optoacoustic (MSOT) Per L'Imaging Dinamico Di Farmacocinetica E Biodistribuzione in Diversi Organi

PloS One. 2012  |  Pubmed ID: 22295087

La caratterizzazione di farmacocinetica e biodistribuzione profili è un passo fondamentale nel processo di sviluppo di nuovi farmaci candidati o agenti imaging. Contemporaneamente, la valutazione della funzione dell'organo correlati all'assorbimento e liquidazione dei farmaci è di grande importanza. A tal fine, dimostriamo una piattaforma di imaging in grado di velocità elevata caratterizzazione delle dinamiche agenti fluorescenti in diversi organi mediante tomografia multispettrale optoacoustic (MSOT). Una risoluzione spaziale di circa 150 µm attraverso sezioni trasversali del mouse ci ha permesso di immagine i vasi sanguigni, i reni, il fegato e la cistifellea. In particolare, elenchi fu impiegato per caratterizzare la rimozione di indocianina verde dalla circolazione sistemica e relativo time-resolved assorbimento nel fegato e della cistifellea. Inoltre, è stato possibile rilevare l'assorbimento di un colorante carbossilato in regioni separate dei reni. I risultati dimostrano l'acquisizione di metriche concentrazione agente a tariffe di 10 campioni al secondo ad una singola lunghezza d'onda e 17 s per esempio multispettrale con 10 segnale medie a ciascuno dei 5 lunghezze d'onda. Nel complesso, tali prestazioni di imaging introduce funzionalità precedentemente privi di documenti ad alta risoluzione in vivo imaging del destino di agenti ottici per scoperta della droga e la ricerca biologica di base.