Se describe el montaje y uso de un microendoscopio multimodal que puede co-registrar datos de imágenes de tejido superficial con parámetros fisiológicos tisulares incluyendo la concentración de hemoglobina, concentración de melanina y saturación de oxígeno. Esta técnica puede ser útil para evaluar la estructura y la perfusión del tejido, y puede optimizarse para las necesidades individuales del investigador.
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Artículo de método
Multimodal de imágenes y la Plataforma Microendoscopy Espectroscopia de fibra paquete para no invasiva,
En este artículo
Resumen
Resumen
Recientes técnicas microendoscopy fibra de haz permiten el análisis no invasivo de tejido in vivo utilizando cualquiera de las técnicas de imagen o una combinación de técnicas de espectroscopia. La combinación de las técnicas de imagen y espectroscopia en una sola sonda óptica puede proporcionar un análisis más completo de la salud de los tejidos. En este artículo, dos modalidades diferentes se combinan, imágenes de alta resolución de fluorescencia microendoscopy y espectroscopia de reflectancia difusa, en una sola sonda óptica. De alta resolución de imagen microendoscopy fluorescencia es una técnica utilizada para visualizar el tejido apical micro-arquitectura y, a pesar de todo una técnica cualitativa, ha demostrado diferenciación efectiva en tiempo real entre el tejido neoplásico y no neoplásico. espectroscopía de reflectancia difusa es una técnica que puede extraer parámetros fisiológicos del tejido incluyendo concentración local de hemoglobina, la concentración de melanina, y la saturación de oxígeno. En este artículo se describen las especificaciones rEQUERIDO para construir la sonda de fibra óptica, cómo construir la instrumentación, y a continuación, muestra la técnica en la piel humana in vivo. Este trabajo reveló que el tejido de micro-arquitectura, queratinocitos de la piel específicamente apicales, puede ser co-registrado en sus parámetros fisiológicos asociados. La sonda de instrumentación y fibra de haz que aquí se presenta se puede optimizar, ya sea como un dispositivo de mano o compatible con endoscópicamente para su uso en una variedad de sistemas de órganos. Se necesita investigación clínica adicional para poner a prueba la viabilidad de esta técnica para diferentes estados de enfermedades epiteliales.
Introducción
Técnicas microendoscopy fibra haz normalmente analizan en el tejido vivo utilizando cualquiera de las técnicas de imagen o una combinación de técnicas de espectroscopia. 1-3 Una de estas técnicas de formación de imágenes de alta resolución microendoscopy fluorescencia, pueden tomar imágenes de los tejidos apicales microarquitectura con la resolución subcelular en una pequeña , el campo de visión a microescala, el uso de un agente de contraste tópico tal como proflavina, fluoresceína, o tinta piranina. 1,3-11 Esta modalidad de imagen ha mostrado prometedor rendimiento clínico en la diferenciación de tejido epitelial cualitativam....
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Protocolo
aprobación de la Junta de Revisión Institucional (IRB # 15-09-149) se obtuvo del programa de sujetos humanos de investigación en la Universidad de Arkansas para todos los aspectos de este estudio. Los métodos descritos se llevaron a cabo de acuerdo con las directrices aprobadas, y el consentimiento informado se obtuvo de todos los participantes.
1. Asamblea de la fluorescencia de alta resolución Microendoscopy Modalidad
Nota: Los pasos descritos para el montaje de la modalidad microendoscopy de fluorescencia de alta resolución se pueden visualizar en la Figura 2.
- Colocar un espejo d....
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Resultados
Siguiendo este protocolo, el investigador obtendrá una imagen de alta resolución que tiene el foco del sitio del tejido con el campo de visión completo (Figura 5). Contornos de las células se pueden ver si se mancha de tinta pyranine de un marcador amarillo estándar, mientras que los núcleos de células individuales se pueden ver si se mancha de un colorante tal como proflavina. Después de la adquisición espectral, el software de post-procesamiento utiliza un con.......
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Discusión
La alta resolución de imagen multimodal y microendoscope fibra de haz de la espectroscopía de reflectancia difusa sub-informó aquí se pueden optimizar y utilizadas por los investigadores para una variedad de aplicaciones, incluyendo endoscópica o el uso de mano de los estudios en humanos o animales. Por lo tanto, proporciona un método flexible para la visualización in vivo de tejidos apical micro-arquitectura junto con las mediciones de la concentración de hemoglobina, la concentración de melanina, y la s.......
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Divulgaciones
Los autores declaran que no tienen intereses financieros contrapuestos.
Agradecimientos
Este material se basa en el trabajo apoyado por los Institutos Nacionales de Salud (1R03-CA182052, 1R15-CA202662), el Programa de Becas de Investigación de Posgrado de la Fundación Nacional de Ciencias (G.G., DGE-1450079), el Instituto de Biociencias de Arkansas y la Beca de la Academia Doctoral de la Universidad de Arkansas. Todas las opiniones, hallazgos, conclusiones o recomendaciones expresadas en este material pertenecen a los autores y no reflejan necesariamente los puntos de vista de las agencias de financiación reconocidas.
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Materiales
| Nombre | Empresa | Número de catálogo | Comentarios |
|---|---|---|---|
| Cubo de jaula de 30 mm con montaje de filtro dicroico | Thorlabs, Inc. | CM1-DCH | |
| 470 nm Espejo dicroico (divisor de haz) | Varilla de | Chroma Corporation T470lpxr | |
| , paquete de 4 de 1,5 ", | Thorlabs, Inc. | Varilla de ensamblaje de jaula ER1.5-P4 | |
| , paquete de 4 de 3.0", | Thorlabs, Inc. | Varilla de ensamblaje de jaula ER3-P4 | |
| , paquete de 4 2.0", | Thorlabs, Inc. | ER2-P4 | |
| SM1-Placa de jaula de 30 mm roscada | Thorlabs, Inc. | CP02 | |
| Serie SM1 Anillo de retención sin tensión | Thorlabs, Inc. | SM1PRR | |
| Tubo de lente SM1, profundidad de rosca de 1.00" | Thorlabs, Inc. | SM1L10 | |
| Montura de espejo cinemático en ángulo recto | Thorlabs, Inc. | KCB1 | |
| Espejo de aluminio mejorado con rayos UV de 1" | Thorlabs, Inc. | PF10-03-F01 | |
| Montaje de traslación del eje Z | Thorlabs, Inc. | SM1Z | |
| 10X Olympus Plan Objetivo Acromático | Thorlabs, Inc. | RMS10X | |
| XY Montura de lente de traducción | Thorlabs, Inc. | CXY1 | |
| SMA con rosca SM1 | Thorlabs, Inc. | SM1SMA | |
| Tubo de lente SM1, profundidad de rosca de 0.50" | Thorlabs, Inc. | SM1L05 | |
| 440/40 Filtro de paso de banda (excitación) | Chroma Corporation | ET440/40x | |
| 525/36 Filtro de paso de banda (emisión) | Chroma Corporation | ET525/36m | |
| Quick Set Epoxy | Loctite | 1395391 | |
| 455 nm Kit de carcasa de luz LED - Suministro de LED de 3 vatios | ALK-LH-3W-KIT | ||
| Doblete acromático de 1", f = 50 mm | Thorlabs, Inc. | AC254-050-A | |
| Pulga 3 USB Cámara Monocromática Punto | Gris, Inc. | FL3-U3-32S2M-CS | |
| Soporte de poste de 0,5", L = 1,5" | Thorlabs, Inc. | PH1.5 | |
| Poste óptico de 0.5", L = 4.0" | Thorlabs, Inc. | TR4 | |
| , 1" x 2.3" x 3/8" | Thorlabs, Inc. | BA1S Fuente de | |
| luz halógena de tungsteno de larga duración (Vis-NIR) | Ocean Optics | HL-2000-LL | |
| 20X Olympus Plan Objetivo | Edmund Optics, Inc. | PLN20X | |
| Brazo de motor de aluminio hecho a medida | N/A | N/A | Diseñado y construido a medida |
| Adaptador de brazo de motor de aluminio a medida | N/A | N/A | |
| Carcasa de motor de aluminio a medida | N/A | /A | diseñado y construido a medida |
| - 400 pasos/revolución | SparkFun Electronics | ROB-10846 | Múltiple proveedores |
| Interruptor de fibra óptica de aluminio hecho a medida N | /A | N/A | Diseñado y construido a |
| medida Interruptor de fibra óptica de aluminio hecho a medida Placa frontal | N/A | N/A | Diseñado y construido a medida |
| Arduino Uno - R3 | SparkFun Electronics | DEV-11021 | Múltiples proveedores |
| Placa de pruebas electrónica - Autoadhesiva | SparkFun Electronics | PRT-12002 | Múltiples proveedores |
| EasyDriver - Controlador de motor paso a paso | Sparkfun Electronics | ROB-12779 | |
| 12 V, 229 mA Fuente de alimentación | Phihong | PSM03A | Múltiples proveedores |
| Espectrómetro USB de sensibilidad mejorada (Vis-NIR) | Ocean Optics | USB2000+VIS-NIR-ES | |
| 550 µ m, 0.22 NA, Cable de conexión de fibra SMA-SMA | Thorlabs, Inc. | M37L01 | |
| Sonda de fibra óptica hecha a medida | Myriad Fiber Imaging | N/A | |
| 20% Spectralon Reflectancia difusa estándar | Labsphere, Inc. | SRS-20-010 | |
| Rotulador Amarillo Estándar | Sharpie | 25005 | Múltiples proveedores, proflavina o fluoresceína pueden ser sustituidos |
Referencias
- Muldoon, T. J., et al. Subcellular-resolution molecular imaging within living tissue by fiber microendoscopy. Opt Express. 15, 16413-16423 (2007).
- Rajaram, N., Reichenberg, J. S., Migden, M. R., Nguyen, T. H., Tunnell, J. W. Pilot clinical study for quantitative spectral diagnosis of non-melanoma skin cancer. Lasers....
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