Name: Dual-mode הדמיה של חמצון רקמות עורית ועל תפקוד כלי הדם (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2010-12-08T17:00:00.000+00:00
Duration: 11 min 35 s
Description: למדו שיטת הדמיה דו-מצבית לניטור חמצון רקמות עורית ותפקוד כלי דם ללא מגע. המערכת משלבת מצלמת אינפרא-אדום וטכנולוגיות מתקדמות לניהול פצעים כרוניים ומחקר ביו-רפואי.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

נתמך על ידי NIH פרסים RO1 HL073087, GM 077185, 069589 ו-GM כדי CKS. העבודה נתמכת גם על ידי מענק מטעם התוכנית הרגנרציה לרפואה של DHLRI. המחברים מודים תמיכה טכנית תשומות קליניים מאנשי הבאה של אוניברסיטת מדינת אוהיו: ד&quot;ר Sabyasachi.Biswas (מרכז פצע מקיף), ד&quot;ר אליסון Spiwak (טכנולוגיה אגף Circulation), יוסף Agoston (אגף Circulation), תומה Shives (אגף Circulation), יוסף יואינג (הנדסת מכונות), סקוט קילינגר (הנדסת מכונות), ו Xiaoyin גה (הנדסת חשמל).

<ol><li>Myers, D. E., Anderson, L. D., Seifert, R. P., Ortner, J. P., Cooper, C. E., Beilman, G. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Noninvasive+method+for+measuring+local+hemoglobin+oxygen+saturation+in+tissue+using+wide+gap+second+derivative+near-infrared+spectroscopy%5BTitle%5D)+AND+%22J+Biomed+Opt%22%5BJournal%5D)">Noninvasive method for measuring local hemoglobin oxygen saturation in tissue using wide gap second derivative near-infrared spectroscopy.</a> J Biomed Opt. 10 (3), 034017-034017 (2005).</li>
<li>Jarm, T., Kragelj, R., Liebert, A., Lukasiewitz, P., Erjavec, T., Preseren-Strukelj, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Postocclusive+reactive+hyperemia+in+healthy+volunteers+and+patients+with+peripheral+vascular+disease+measured+by+three+noninvasive+methods%5BTitle%5D)+AND+%22Adv+Exp+Med+Biol%22%5BJournal%5D)">Postocclusive reactive hyperemia in healthy volunteers and patients with peripheral vascular disease measured by three noninvasive methods.</a> Adv Exp Med Biol. 530, 661-669 (2003).</li>
<li>Treacher, D. F., Leach, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Oxygen+transport-1.+Basic+principles%5BTitle%5D)+AND+%22Bmj%22%5BJournal%5D)">Oxygen transport-1. Basic principles.</a> Bmj. 317 (7168), 1302-1306 (1998).</li>
<li>Leach, R. M., Treacher, D. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Oxygen+transport-2.+Tissue+hypoxia%5BTitle%5D)+AND+%22BMJ%22%5BJournal%5D)">Oxygen transport-2. Tissue hypoxia.</a> BMJ. 317 (7169), 1370-1373 (1998).</li>
<li>Sen, C. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Wound+healing+essentials%3A+let+there+be+oxygen%5BTitle%5D)+AND+%22Wound+Repair+Regen%22%5BJournal%5D)">Wound healing essentials: let there be oxygen.</a> Wound Repair Regen. 17 (1), 1-18 (2009).</li>
<li>RL, G. reenman, Panasyuk, S., Wang, X., TE, L. yons, Dinh, T., Longoria, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Early+changes+in+the+skin+microcirculation+and+muscle+metabolism+of+the+diabetic+foot%5BTitle%5D)+AND+%22Lancet%22%5BJournal%5D)">Early changes in the skin microcirculation and muscle metabolism of the diabetic foot.</a> Lancet. 366 (9498), 1711-1717 (2005).</li>
<li>Valvano, J. W. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22The+use+of+thermal+diffusivity+to+quantify+tissue+perfusion+%5B%5D%22">The use of thermal diffusivity to quantify tissue perfusion [dissertation]</a>. , Massachusetts Institute of Technology. (1981).</li>
<li>Hassan, M., Togawa, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Observation+of+skin+thermal+inertia+distribution+during+reactive+hyperaemia+using+a+single-hood+measurement+system%5BTitle%5D)+AND+%22Physiol+Meas%22%5BJournal%5D)">Observation of skin thermal inertia distribution during reactive hyperaemia using a single-hood measurement system.</a> Physiol Meas. 22 (1), 187-200 (2001).</li>
<li>Ley, O., Deshpande, C., Prapamcham, B., Naghavi, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Lumped+parameter+thermal+model+for+the+study+of+vascular+reactivity+in+the+fingertip%5BTitle%5D)+AND+%22J+Biomech+Eng%22%5BJournal%5D)">Lumped parameter thermal model for the study of vascular reactivity in the fingertip.</a> J Biomech Eng. 130 (3), 031012-031012 (2008).</li>
<li>Wilson, S. B., Spence, V. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dynamic+thermographic+imaging+method+for+quantifying+dermal+perfusion%3A+potential+and+limitations%5BTitle%5D)+AND+%22Med+Biol+Eng+Comput%22%5BJournal%5D)">Dynamic thermographic imaging method for quantifying dermal perfusion: potential and limitations.</a> Med Biol Eng Comput. 27 (5), 496-501 (1989).</li>
</ol>

אין ניגודי אינטרסים הכריז.

חמצן קיים רקמות ביולוגיות בצורות שונות כגון חמצן המוגלובין או מיוגלובין כבול, חמצן מומס, ו מינים חמצן תגובתי. תחבורה חמצן משחק תפקיד קריטי בשמירה על הכדאיות רקמות תהליכים מטבוליים נורמלי 3. קל חריפה היפוקסיה מתונה תיזום ההסתגלות המטבולית, תקנה כלי הדם, ותגובות angiogenic 4. היפוקסיה אנוקסיה אקסטרים תוביל אנגיוגנזה מספיק ומוות התא. חוסר האיזון בין אספקת החמצן מוגבלת צריכת חמצן מוגברת היא אחד הגורמים העיקריים סיבתי להפרעות רבות כגון פצעים כרוניים 5. במקרה של פצעים איסכמיים, אספקת החמצן הוא מוגבל על ידי חוסר זלוף ולא יכול לענות על הצורך המטבולי של תהליך ריפוי להתפשר פרץ הנשימה פונקציה שמטרתה להילחם בזיהום. הערכה סימולטני של חמצון הרקמות עורית ותפקוד כלי הדם יש משמעות קלינית בניהול בפצעים כרוניים. טכניקת הדמיה היפרספקטראלית הערכות חמצון הרקמה על ידי רקמה עורית ומאיר לזהות רקמה ההחזרה באורכי גל שונים 6. אחד היתרונות הגדולים של הדמיה היפרספקטראלית אינו פולשני ולא לפנות איתור נכסים רקמה תפקודית. עם זאת, מדידת חמצן אמינות עבור רבים מערכות הדמיה היפרספקטראלית מושפע צבע עור אחרים קליטה וריאציות רקע. פער גדול second ספקטרוסקופיה נגזרות פותחה בעבר עם השפעה מינימלית של פיזור בפיגמנטציה של העור 1 למדידת חמצון רקמות. אנו להחיל את העיקרון של ספקטרוסקופיה הנגזרת השנייה הדמיה multispectral, והמחיש את מדידה עקבית של חמצון הרקמות עורית עצמאית עם שינויי צבע העור מדומה. זלוף רקמות נחקרה בעבר על ידי מדידת 7 תרמית רקמות diffusivity. השיטה פותחה על מכסה המנוע יחיד להציג גירוי תרמי רקמות תמונה התגובות דינמי על מנת להעריך את רקמת העור הפצה אינרציה תרמית 8. ניסויים על עור הזרוע האנושית נתון חסימה השרוול העורקי הפגינו קשר לינארי בין אינרציה תרמית זלוף הדם נמדד על ידי דופלר לייזר imager לפני ובמהלך זרימת הדם חסימה 8. מודל bioheat להיכרך שימש גם להעריך את תגובתיות של כלי הדם קצה האצבע במהלך חסימה ורידית plethysmography 9. למרות המאמצים לעיל, לכימות דם בעור זלוף ממדידות טמפרטורה העור הוא מאתגר בגלל חוסר הרגישות, את התלות עובי שומן תת עורי, וגורמים תורמים אחרים כגון vasoconstriction, התרחבות, וחפצי תנועה 10. בפרוטוקול זה, השתמשנו מצלמת אינפרא אדום כדי ללכוד את הדינמיקה הטמפרטורה ברקמה בתגובה לגירוי תרמית בטמפרטורת החדר. גירוי תרמי נבחר כך את האפקט של vasoconstriction ועל התרחבות היה ממוזער. מודלים נוספים מאמצי המדידה הדרושים כדי להתוות קורלציה כמותי אמין בין מדד תפקוד כלי הדם ועל זלוף רקמות העור. ב # 3, השתמשנו שינוי המאוחד עבור שיתוף אחת המשימות. עם זאת, בהתחשב בעובדה שתי מצלמות ממוקמות עם זוויות שונות בחלל 3D, הוא פוטנציאל מדויק יותר להחיל שינוי הקשורות השינוי 3D בין שתי מצלמות. כרגע אנחנו בוחנים בכיוון זה אשר לערב כיול חיצונית של המצלמות ב-3D שטח באמצעות גיאומטריה epipolar.

<table><tbody><tr><td>דיו שחור עמיד למים של Higgins Calligraphy</td><td>Sanford</td><td>44314</td><td>מהול ל-1%</td></tr><tr><td>מצלמת CCD עם קירור עמוק מסוג Hamamatsu ORCA ER</td><td>Hamamatsu Corp.</td><td>C4742-80-12AG</td><td></td></tr><tr><td>מסנן גבישי נוזלי הניתן לכיוונון Varispec SNIR</td><td>Cambridge Research Systems</td><td>VIS-10-HC-20</td><td></td></tr><tr><td>מצלמה תרמית ThermoVision A40</td><td>FLIR Systems Inc.</td><td>A40</td><td></td></tr><tr><td>מקור אור סיב בעוצמה גבוהה Thorlabs OSL1</td><td>Thorlabs Inc.</td><td>OSL1</td><td></td></tr></tbody></table>

dual-mode הדמיה של חמצון רקמות עורית ועל תפקוד כלי הדם

Dual-mode Imaging of Cutaneous Tissue Oxygenation and Vascular Function

הערכה מדויקת של חמצון הרקמות עורית ותפקוד כלי הדם חשוב לגילוי היערכות מתאימה, וטיפול בהפרעות בריאותיות רבות כגון פצעים כרוניים. אנו מדווחים על פיתוח של מערכת כפולה במצב הדמיה עבור הדמיה בלתי פולשנית ללא מגע של חמצון רקמה עורית ועל תפקוד כלי הדם. מערכת הדמיה משולבת מצלמת אינפרא אדום, מצלמת CCD, מסנן גביש נוזלי מתכונן בעוצמה גבוהה סיבים מקור אור. ממשק LabVIEW תוכנת שליטה ציוד, סנכרון, רכישת תמונה, עיבוד, ויזואליזציה. תמונות Multispectral שנתפסו על ידי המצלמה CCD שימשו לשחזר את המפה חמצון רקמות. תמונות thermographic דינמי שנתפסו על ידי מצלמת אינפרא אדום שימשו כדי לשחזר את המפה תפקוד כלי הדם. חמצון הרקמות עורית ותמונות תפקוד כלי הדם היו שיתוף רשום באמצעות סמנים אמונים. מאפייני הביצועים של מערכת מצב כפול התמונה נבדקו בבני אדם.

מצב כפול הדמיה המערכת פותחה עבור הערכה ללא מגע של חמצון הרקמות עורית ותפקוד כלי הדם.

Dual-mode הדמיה של חמצון רקמות עורית ועל תפקוד כלי הדם

הערכה מדויקת של חמצון רקמת העור והתפקוד הווסקולרי חשובה לצורך זיהוי, שלב (staging) וטיפול נכונים במצבים בריאותיים רבים...

הערכה מדויקת של חמצון רקמת העור והתפקוד הכלימי חשובה לצורך זיהוי, שלב וטיפול נאותים בהפרעות בריאותיות רבות, כולל פצעים כרוניים. כאן, חמצון רקמת העור והתגובתיות התרמית של כלי הדם ברקמה מודגמים באופן לא פולשני. זאת באמצעות מערכת דימוי דו-מצב חדשנית המשלבת מצלמה תרמית (אינפרה-אדום), מצלמת CCD, מסנן גבישים נוזליים כווןני (liquid crystal tuneable filter) ומקור אור סיבתי בעצימות גבוהה.שינויים בחמצון מושריים ברקמת הזרוע של נבדק בריא באמצעות שרוול למדידת לחץ דם המנוטר על ידי מערכת דימות במצב כפול, ומושוותים למדידות סימולטניות של חמצון רקמה עמוקה ורקמה עורית; במקביל, נרשמים שינויים בלחץ החמצון ובטמפרטורת הרקמה בתגובה לגירוי תרמי חיצוני כדי לשחזר את מפת התגובתיות התרמית של כלי הדם. מפת החמצון של הרקמה העורית ומפת התגובתיות התרמית של כלי הדם ברקמה מוזגות באמצעות אלגוריתם רישום-משותף (co-registration) מתקדם. בעבודה זו, אנו מתארים פיתוח של מערכת דימות חדשנית לניטור לא-פולשני של רוויית חמצן ברקמת פצע, וכן של פרופיל תרמוגרפי דינמי, המסייע בחקר דלקת אקסותרמית ובמעקב אחר זרימת דם חמה אל רקמת הפצע במהלך השלב האנגיוגני הפוסט-דלקתי.מנקודת מבט קלינית, למערכת דימוי זו יש פוטנציאל לסייע במתן תשובות לשאלות מרכזיות בתחום הטיפול בפצעים חריים וכרוניים, כגון שימוש בדברידמנט מונחה הדמיה. היא גם תסייע בניטור לא פולשני של התגובה להתערבויות טיפוליות בפצע, באמצעות מדידות חוזרות של חמצון רקמות. מערכת דימוי כפולה זו, שפותחה במרכז הפצעים המקיף של אוניברסיטת אוהיו סטייט (Ohio State University's Comprehensive Wound Center), היא השלב הראשון לקראת הערכה סימולטנית של חמצון רקמת הפצע ותפקוד כלי הדם.כפי שתראו, המערכת מוכנה כעת לבדיקות תפקוד, ומאמצים נרחבים נעשים לשיפור התכנון ההנדסי, לקביעת פרוטוקול סטנדרטי, וליצירת מערכת מתוקף לשימוש קליני שגרתי. בנוסף לחומרת ההדמיה ולאלגוריתמי השחזור, פיתחנו מדדי רישום-מחדש (co-registration) מהירים יותר לתמונות, לצורך שילוב והצגה של תמונות חפיפה שנרכשו באמצעות שיטות הדמיה שונות. הגישה היא מודולרית ומאפשרת הוספה עתידית של פלטפורמות הדמיה חדשות.התחילו עם נסיינית בריאה. הושיבו אותה כך שזרועה השמאלית תנוח על משטח עבודה. השתמשו במברשת כדי למרוח שכבה דקה של דיו הודו (India ink) על זרוע הנסיינית כדי לדמות גווני עור שונים.מקם ארבעה סימני ייחוס (fiduciary markers) על אמותו של הנבדק כדי להגדיר אזור עניין (ROI) הכולל הן את הדיו, העור הצבוע, והן את העור הרגיל. לסימני הייחוס ניגודיות תרמית ואופטית בו-זמנית המקלות על רישום תמונות משולב (co-registration); במקרה זה, נעשה שימוש במערכת דימוי במצב כפול שפותחה במרכז הפצעים המקיף של אוניברסיטת אוהיו (Ohio State University). מערכת הדימוי מורכבת ממצלמת אינפרא-אדום, מצלמת CCD, מסנן גבישים נוזליים הניתן לכיוון (tunable filter), ומקור אור סיבי בעוצמה גבוהה לביצוע דימוי רב-ספקטרלי של חמצון רקמות.כבה את כל מקורות האור החיצוניים, ולאחר מכן הנחה את הנבדק למקם את זרועו ולצלם תמונות. תוכנת ההדמיה מכיילת באופן אוטומטי את זמני החשיפה בכל אורך גל. לאחר איסוף תמונות הדגימה מאזור העניין, הנח לוח לבן באזור ההדמיה ורכוש תמונות החזרה באורכי גל שונים.אלו ישמשו לכיול. לאחר רכישת תמונות הייחוס, חשב את יחס הנחזירות וגזור את רמת החמצון ברקמה בכל פיקסל על בסיס המרווח הרחב.ספקטרום נגזרת שנייה. לצורך השוואה, רכשו מפת חמצון של רקמת עור באמצעות מערכת מסחרית כדי לקבוע האם שינוי בצבע העור משפיע על מדידות החמצון בכל מערכת. השתמשו בתוכנה לניתוח סטטיסטי כדי לבצע מבחן t של student, תוך השוואת המדידות באזורים עם ובלי דיו.בשלב הבא, הניחו שרוול לחץ על זרועו השמאלית של הנבדק. קבעו ורשמו את לחץ הדם הסיסטולי והדיאסטולי של הנבדק. הניחו את החיישנים של ספקטרופוטומטר רקמות plex TS ומסך ניטור חמצן טרנס-קוטני A TCM על אותה זרוע, והפעילו את המכשירים לחימום למשך 20 דקות תוך ניטור מפת החמצון של רקמת העור.החדר שינויים בחמצון של רקמת הזרוע על ידי ביצוע היפרמיה ריאקטיבית לאחר חסימה (PORH). לחץ על כפתור ההתחלה כדי להתחיל בדימות. עקוב אחר קו הבסיס שלפני החסימה במשך שתי דקות.בשלב הבא, נפח את שרוול מד לחץ הדם עד ל-50 millimeters mercury מעל לחץ הסיסטולי כדי להשריג חסימה על-סיסטולית (supra systolic occlusion). השאר את השרוול מנופח למשך שתי דקות, תוך המשך ניטור שינויים בפרמטרי הרקמה. לבסוף, השחרר במהירות את לחץ השרוול כדי להשרות היפרמיה ריאקטיבית (reactive hyperemia).הקליטו את כל הפרמטרים של חמצון הרקמה למשך שתי דקות. לצורך ביצוע דימוי תרמוגרפי דינמי. דאגו שהנבדק הבריא יהיה במצב נוח.יש להושיב את הנבדק כאשר זרועו השמאלית נשענת על משטח עבודה. יש למקם את גב כף היד השמאלית כלפי מעלה, לכיוון יחידת מצלמת האינפרה-אדום של מערכת ההדמיה. לאחר מכן, יש להניח גשושית לייזר דופלר על קצה האצבע של יד שמאל כדי לנטר באופן רציף את פרפוזיית העור בקצב דגימה של 10 hertz.הנחו מד לחץ (pressure cuff) על זרועו השמאלית של הנבדק. לאחר מכן, קבעו ורשמו את לחץ הדם הסיסטולי והדיאסטולי של הנבדק. צרו רמות שונות של חסימה וסקולרית (vascular occlusion) על ידי בקרת ניפוח מד הלחץ ברמות הלחץ הבאות: ללא חסימה, 0.5 מהלחץ הדיאסטולי, סכום של 0.5 מהלחץ הדיאסטולי והלחץ הסיסטולי, ו-1.5 מהלחץ הסיסטולי.בשלב הבא, בצע בדיקות דימות תרמוגרפי בשתי רמות של חסימה כלי דם: ללא חסימה וחסימה סיסטולית. הגש גירוי תרמי באמצעות הנחת שקית מים בטמפרטורת החדר על יד שמאל למשך 30 שניות. מיד לאחר הסרת שקית המים, התחל ברכישת תמונות תרמוגרפיות באופן רציף בקצב דימות של שני פריימים לשנייה.באמצעות תוכנה, קבע את פונקציית התגובתיות התרמית של כלי הדם ברקמה. חשב את מדד הפונקציה בכל פיקסל של התמונה התרמוגרפית על ידי חישוב היחס בין השורש הריבועי של משך הגירוי התרמי לבין השינוי המתאים בטמפרטורת הרקמה. חשב את ערך התגובתיות התרמית של כלי הדם באצבע בכל לחץ חסימה (occlusion pressure) על ידי הפקת ממוצע של חמישה אזורי עניין (ROIs) במפת התגובתיות התרמית של כלי הדם ברקמה. ערכי התגובתיות התרמית של כלי הדם באצבע מושווים למדידות לייזר דופלר של פרפוזיה של כלי הדם באצבע ברמות חסימה שונות.לביצוע רישום משותף (coregister) של מפת החמצון שהתקבלה מדימות רב-ספקטרלית ומפת התפקוד כלי הדם שהתקבלה מדימות תרמוגרפית דינמית. השתמש ב-MATLAB כדי להמיר את כל התמונות לגווני אפור. לאחר מכן, נרמל את ערכי עוצמת הפיקסלים על ידי הגדרתם בטווח שבין אפס לאחד.בשלב הבא, במפת החמחמון או בתמונה הרב-ספקטרלית, זהו את אזור הרקע או העור בעלי ערכי עוצמת פיקסלים הגבוהים מהסף הגלובלי האמפירי של 0.8 כפול ערך העוצמה הממוצע של התמונה כולה. שפר את התמונה עוד יותר באמצעות פעולה מורפולוגית. לאחר מכן, כדי להתאים את השינויים בתאורה, זהה את סימני הייחוס (fiduciary markers).סמנים אלה יופיעו כאזורים כהים יותר במקלדת (foreground) ויהיו בעלי ערכי עוצמה הנמוכים מהספים הגלובליים והלוקאליים האדפטיביים. שכללו את אזורי הסמנים הפידუციאריים (fiduciary markers) באמצעות פעולות מורפולוגיות כדי להסיר רעשים מהתמונה, ובחרו את ה-OIDs של ארבעת האזורים הללו כנקודות בקרה בתמונה האופטית.חזור על שלבים דומים כדי לזהות אזורי סימון במפת התפקוד העורקי או בתמונה התרמוגרפית. התאם את שני סטים של נקודות הבקרה על סמך קרבה. לאחר נרמול שלהם לאותו קנה מידה, התאם נקודת בקרה בתמונה הראשונה לנקודת הבקרה הקרובה ביותר.בשלב השני, חשב טרנספורמציה מדויקת הכוללת מידע על הזזה, סיבוב ושינוי קנה מידה בין שתי התמונות, תוך שימוש במפת התפקוד הכלי (vascular function map) כמרجع. לאחר מכן, התמר את מפת החמצון (oxygenation map) באמצעות הטרנספורמציה שחושבה.לבסוף, חפפו את התמונות שעברו רישום משותף (coregistration) לצורך ויזואליזציה. כאן מוצגת מפת חמצון של רקמת עור ששוחלמה והושגה מהזרוע של נסיינית בריאה באמצעות מערכת דימוי דו-מצב מקיפה הממוקדת בפצע. שימו לב כי לא נצפו הבדלי חמצון משמעותיים בין אזורי הרקמה הצבועים לאזורים שאינם צבועים.10 אזורי עניין (ROIs) נבחרו באופן אקראי מחוץ ומתוך האזור שצוירו בדיו כדי להעריך את מדידות החמצגנציה. התוצאות המוצגות כאן מצביעות על כך שמדידת חמצגנציה של רקמות באמצעות המערכת המקיפה של מרכז הפצעים אינה מושפעת באופן משמעותי מצבע העור. להשוואה, מדידות חמצגנציה של רקמות שנרכשו באמצעות מערכת מסחרית מושפעות באופן משמעותי מצבע העור.מערכת ההדמיה המקיפה של מרכז הפצעים מסוגלת לנטר שינויים בחמצון הרקמה העורית באופן רציף לאורך שלבי החסימה הבסיסיים ושלבי ההיפרמיה של הליך ה-PORH. במהלך הליך ה-PORH, השינוי בחמצון הרקמה העורית חופף לשינויים בחמצון הרקמה העמוקה. מערכת ההדמיה המקיפה של מרכז הפצעים מסוגלת להדמות גם את התגובתיות התרמית של כלי הדם ברקמה העורית.איורים אלה מציגים מפות מייצגות של תפקוד כלי דם של אותו נבדק בלחצי חסימה וסקולרית שונים שהופעלו באמצעות שרוול לחץ. מדד התפקוד הוסקולרי הממוצע בקצות האצבעות של הנבדק נמצא במתאם עם מדידת לייזר דופלר של קצות האצבעות. פרפוזיה של רקמת העור.מפת החמצון ומפת התפקוד הvaskulari שנרכשו על ידי מערכת ההדמיה ממוזגות באמצעות אלגוריתם של רישום משותף (co-registration). איור זה מציג מיזוג תמונות מייצג. לפנינו מערכת הדמיה בעלת מודל כפול להערכה סימולטנית של חמצון רקמה רציפה ותגובתיות תרמית וסקולרית של הרקמה.ניתן להוסיף פלטפורמות אחרות, כגון דימות פלואורסצנציה. אינטגרציה מערכתית של רכיבי חומרה ותוכנה מהווה אבן יסוד מרכזית. במסגרת מאמץ זה, ניתן להתאים בקלות את אלגוריתם רישום התמונות (co-registration) במערכת כדי לשלב שיטות דימות נוספות, מה שהופך את המוצר לוורסטילי.לאחר צפייה בסרטון זה, תרכשו הבנה טובה לגבי הפוטנציאל שמציעה גישה חדשה זו של דימות. פיתוח המערכת מהווה דוגמה למחקר תרגומי רב-תחומי במרכז הפצעים המקיף של אוניברסיטת אוהיו סטייט (Ohio State University). בהצלחה בניסוייכם.

dual-mode-imaging-cutaneous-tissue-oxygenation-vascular

Research

JoVE Journal

Medicine

רפואה

אנו מציגים הליך הניסוי למדידת הלחץ החלקי של החמצן (pO2) בתוך כלי הדם המוחיים מבוסס על מרווה חמצן תלויי של זרחני. הכנת בעלי חיים ונהלים הדמיה שהותוו הן עבור שדה גדול של הדמיה מבוססי CCD לאור pO2 בחולדות 2-פוטון הדמיה מבוססת עירור של pO2 בעכברים.

הדם במוח חמצון מדידה על בסיס מרווה חמצן תלויי של זרחני

אנו מספקים כאן תיאור מפורט של פרוטוקול הניסוי להדמיה עם מערכת אופטואקוסטית (פוטו-אקוסטית) שפותחה לאחרונה להדמיה פונקציונלית ומולקולרית תלת מימדית בזמן אמת. הביצועים העוצמתיים והרבגוניות המוכחים עשויים להגדיר תחומי יישום חדשים של הטכנולוגיה האופטואקוסטית במחקר פרה-קליני ובפרקטיקה הקלינית.

יוניברסל כף היד תלת ממדי Optoacoustic הדמיה בדיקה לרקמות עמוקות אנגיוגרפיה אדם ופונקציונליים פרה-קליניים מחקרים בזמן אמת

מתואר ההרכבה והשימוש במיקרואנדוסקופ רב-מודאלי שיכול לרשום במשותף נתוני תמונת רקמה שטחיים עם פרמטרים פיזיולוגיים של רקמות כולל ריכוז המוגלובין, ריכוז מלנין וריווי חמצן. טכניקה זו יכולה להיות שימושית להערכת מבנה רקמות וזילוף, וניתן לייעל אותה לצרכים האישיים של החוקר.

הדמיה מולטימודליות וספקטרוסקופיה סיבים צרור פלטפורמת Microendoscopy עבור לא פולשני,<em&gt; In vivo</em&gt; בדיקת רקמות

מאמר זה מתאר שיטה למדידת פעילות מחודשת ברשתית בvivo עם נושאים אנושיים באמצעות טכניקה לנשימה גז פרובוקציה לספק גירויים יום תוך רכישת תמונות ברשתית.

תגובתיות כלי דם רשתית המשוער על ידי קוהרנטיות אופטיות של טומוגרפיה ממוחשבת

הפרוטוקול הנוכחי מתאר רכישה של תמונות אופטואקוסטיות מולטיספקטרליות של כלי דם בעור אנושי in vivo . אלה כוללים כימות של המוגלובין ומלנין, הנחשבים כרומופורים בעלי עניין לניתוח פונקציונלי.

טומוגרפיה אופטואקוסטית מולטיספקטרלית להדמיה תפקודית בחקר כלי הדם

הערכת תפקוד כלי הדם על ידי הדמיית תהודה מגנטית לבבית רגישה לחמצון בשילוב עם תמרוני נשימה וזואקטיביים ייחודית ביכולתה להעריך שינויים דינמיים מהירים בחמצון שריר הלב in vivo ולכן עשויה לשמש כטכניקת אבחון בעלת חשיבות קריטית לתפקוד כלי הדם הכליליים.

MRI לב רגיש לחמצון עם תמרוני נשימה ואזואקטיביים להערכה לא פולשנית של תפקוד לקוי של כלי הדם הכליליים

מאמר זה מציג גישה רב-מודאלית שמטרתה להתגבר על מגבלות השיטות המסורתיות בגילוי איסכמיה מזנטרית ומניעת נמק במעי. הטכניקה המוצגת מציעה פתרון מבטיח על ידי שילוב אולטרה-סאונד חדיש עם טכנולוגיות אור אינפרא אדום קרוב חדשניות.

אבחון רב-מודאלי של איסכמיה מזנטרית

אנו מתארים פרוטוקול למדידה לא פולשנית ורציפה של מדד זרימת הדם המיקרו-וסקולרית המוחלטת וריווי החמצן בדם באמצעות מכשיר רב-מודאלי המבוסס על אופטיקה דיפוזית תת-אדומה קרובה. לאחר מכן אנו מעריכים את קצב חילוף החומרים של צריכת חמצן והיפרמיה תגובתית באמצעות בדיקת חסימת כלי דם.

ניטור לא פולשני של חמצון מיקרו-וסקולרי והיפרמיה תגובתית באמצעות ספקטרוסקופיה אופטית היברידית, כמעט אינפרא-אדומה מפוזרת לטיפול נמרץ

במאמר זה אנו מתארים גישה לא פולשנית המשתמשת בספקטרוסקופיה תת-אדומה קרובה להערכת היפרמיה תגובתית בגפה התחתונה. פרוטוקול זה מספק הערכה מתוקננת של תגובת כלי הדם והמיקרו-כלי דם שניתן להשתמש בה כדי לקבוע נוכחות של תפקוד לקוי של כלי הדם, כמו גם את היעילות של התערבויות טיפוליות.

ספקטרוסקופיה אינפרא אדומה קרובה במהלך היפרמיה תגובתית להערכת תפקוד כלי הדם בגפיים התחתונות 

מפות חמצן תלת-ממדיות כמותיות של גידולי עכברים צולמו באופן לא פולשני באמצעות תהודה פרמגנטית של אלקטרון דופק. אולטרסאונד B-mode ו-Power Doppler שימשו לאנטומיה ולמבנה כלי הדם. תמונות משתי השיטות הונחו על גבי ניתוח גידול רב-פרמטרי.

הערכת היפוקסיה של גידול: הדמיית חמצן תלת מימדית in vivo באמצעות תהודה פרמגנטית אלקטרונית 

כאן, אנו מציגים פרוטוקול לביצוע הדמיה אופטואקוסטית מופרזת בקונטרסט דינמי (OS-DCE OAI) להערכת מודלים פרה-קליניים של סרטן וריפוי פצעים. OS OAI יכול לצלם אוקסי-המוגלובין ודאוקסיהמוגלובין, תוך מיפוי חמצון רקמות. DCE-OAI יכול לצלם את הפרמקוקינטיקה של חומר ניגוד חיצוני, ובכך למפות את הפרפוזיה הוסקולרית.

הערכות של חמצון והזרמת כלי דם במודלים פרה-קליניים של סרטן וריפוי פצעים באמצעות OS-DCE OAI

למדו שיטת הדמיה דו-מצבית לניטור חמצון רקמות עורית ותפקוד כלי דם ללא מגע. המערכת משלבת מצלמת אינפרא-אדום וטכנולוגיות מתקדמות לניהול פצעים כרוניים ומחקר ביו-רפואי.

Dual-mode הדמיה של חמצון רקמות עורית ועל תפקוד כלי הדם

גלה סרטונים נוספים