小動物の非侵襲的な実時間イメージングの臨床ハンドヘルド光音響イメージング システムが表示されます。
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小動物の非侵襲的な実時間イメージングの臨床ハンドヘルド光音響イメージング システムが表示されます。
診療所に光音響分光法の翻訳は、大きな課題です。ハンドヘルドのリアルタイム臨床光音響イメージング システムは非常にまれです。ここでは、結合された音響およびライト納期小動物イメージング用超音波プローブを統合することによって臨床超音波システムを報告する.私たちは低侵襲リアルタイム針ガイダンスと共に小動物におけるセンチネル リンパ節画像を表示によってこれを示します。Raw チャネルのデータへのアクセスを持つ臨床超音波プラットフォームには、光音響イメージング ハンドヘルド リアルタイムの臨床の光音響イメージング システムにつながるの統合ができます。メチレン ブルーは、675 nm の波長でセンチネル リンパ節のイメージングに使用されました。また、イメージング システムを使用してデュアル モーダル超音波と光音響イメージング針ガイダンスが示されました。10 Hz レーザー光音響イメージング 5 フレーム/秒のフレーム レートで深さ 1.5 cm の画像を示した。
癌のステージングを検出し、別のイメージング技術が利用できます。広く使用されている撮像モダリティのいくつかの磁気共鳴画像 (MRI)、x 線コンピューター断層撮影 (CT)、x 線、超音波、ポジトロン断層法 (PET)、蛍光イメージングなど1,2,3,4。 しかし、いくつかの既存のイメージング技術は、侵襲的な、有害な放射線をか、遅い、高価な、かさばる、または患者に非友好的な。したがって、高速で、コスト効果の高い診断と治療5イメージング技術の開発、新しい一定の必要があります。
光音響イメージング (PAI) は新たな撮像技術、深いイメージング深さ5,6,7,8超音波高解像度と豊かな光のコントラストを併せ持つ 9。パイ、組織照射用短パルス レーザーが使用されます。光は温度上昇につながる組織によって吸収を取得します。熱弾性膨張圧力波 (音波の形) では、組織内で生成されます。広帯域超音波トランスデューサーに身に生成される音波 (音響 (PA) 波として知られている) 組織境界の外側 (UST)。これらの取得した PA 信号を使用して、PA 画像、明らかに組織の内部構造と機能情報を再構成できます。パイは、幅広いアプリケーションを含む: 血管イメージング、センチネル リンパ節のイメージング、脳血管、腫瘍イメージング、分子イメージングなど10、11,12、 13,14,15パイは、すなわち、その利点のため多数のアプリケーション: 深い溶込み深さ、空間分解能、および高軟部組織コントラスト。パーイのコントラストは血、メラニンなどから内因性することができます。有機染料、ナノ粒子、量子ドット、、 1916,17,18,など外因性の造影剤のような内因性のコントラストが十分に強い、20,21は、コントラストを改善するために使用できます。
パイには、他の映像技術基準数多くの利点がありますが、臨床の翻訳はまだ非常に大きな課題です。主な制限は、使用されているレーザーの扱いにくい性質、データ集録に使用される米国債のほとんどが臨床のアメリカ システム、および raw チャネル アクセスを与える市販の臨床米国イメージング システムの空室状況と互換性がないです。データ。ごく最近、生データへのアクセスを持つ商業臨床米国マシン利用可能な22となっています。今回、臨床米国プラットフォームを使用してハンドヘルド セットアップとパイの可能性を実証を目指しています。小動物モデルでセンチネルの非侵襲的イメージング (SLNs) のリンパ節を示すことによってこれを実証を目指しています。
浸潤性乳がんは、女性の間で癌死の主要な原因の 1 つです。診断と早期乳がんをステージング患者の予後に重要な役割を果たす治療戦略を決定するため重要です。乳房癌のステージングのセンチネル リンパ節生検 (SLNB) は、通常23,24を使用します。SLN は、がん細胞の発見の可能性は転移による最高主リンパ節です。SLNBs は、染料または続いて小さな切開でエリアをオープン カットと視覚的に色素や放射性トレーサーの場合のガイガー カウンターの助けを借りて、SLN を検索、放射性トレーサーを注入することを含みます。識別後、病理組織学的研究24,25数 SLN が削除されます。正 SLNB は、近くのリンパ節に、多分他の臓器に腫瘍が転移したことを示します。負 SLNB は、転移の確率はごくわずか26であることを示します。SLNB はしびれ、リンパ浮腫など27 SLNB 関連付けられている合併症を除去するためにそれに関連付けられている多数の合併症、非侵襲的イメージング技術が必要です。
小動物と人間で SLN のマッピング、画像 PA 検討されている広く異なるコントラスト剤15,28,29,30,31の助けを借りて,32します。 ただし、現在使用されているシステムでは使用できません臨床シナリオ以前指摘。対処するもう一つの懸念は、SLNB28に関わる手術です。細針吸引生検のための低侵襲の手順を適応 (FNAB) は、回復時間と患者の副作用を減らすために必要だった。今回、臨床の米国システムが使用された結合された米国および PA の画像が使用されました。臨床設定で使いやすいように、カスタムしたハンドヘルド住宅光ファイバーと UST のホルダーが設計されました。追跡非侵襲性のリアルタイム針が示されても、メチレン ブルー (MB) は、SLNB 手術に関連する合併症を除去するために識別とマッピング SLNs。 さらに、使用されました。
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すべての動物実験は、ナンヤン工科大学、シンガポールの機関動物ケアおよび使用委員会によって承認されたガイドラインおよび規則に従って行われた (動物プロトコル番号 ARF SBS/NIE-A0263).
1。 ハンドヘルド リアルタイム臨床 PA、米国イメージング システム
2。解像度特性
3。SLN のイメージングのための動物の準備
< p クラス ="jove_conテント"> メモ: 小動物 SLN のイメージングのため上記ハンドヘルドの臨床用画像システムを示した。実験 6-8 週齢の健康、女性のラット (NTac:Sprague ドーリー、220 ± 30 g) が調達されました。雌ラットは、ラットの乳がんの発生はそれほど頻繁にために使用されます。ただし、雄ラットは研究も使用できます。また、文学、雌ラットを使用、SLN イメージングのためにより広く。4。生体内でラットの SLN イメージング
5。PA SLN 分光
6。リアルタイム追跡針の使用してパイ
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図 1: システム説明。デュアルの臨床米国システム モーダル パイ系の概略(、) 。OPO - の - 光ファイバー束の光パラメトリック発振器、FH - ファイバホルダー、USM - 臨床米国機。心線ホルダーは、UST と 2 出力光ファイバー束を統合します。イソフルランと酸素を供給麻酔マシンは、実験中に麻酔下の動物を維持する使用されます。(b)分岐の光ファイバーの写真。私 P がファイバーの入力の終わりを示す・ O/P は、2 つの繊維の端出力を示します。(c) 3 スロット、光ファイバーの 2 つと、UST の 1 つの繊維にホルダーの写真。(d)写真、UST と繊維ホルダーで固定の終了。(e)軸方向...
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現在、スクリーニング、診断、がんの治療の費用は非常に高いです。別に画像診断のスクリーニングと診断のために使用されているがあります。しかし、多くのこれらのイメージング手法かさばる機械の大きさ、侵襲的な診断、電離放射線の患者は、あまりにも高価な要件または放射性造影剤の使用に不親切などの制限があります。したがって、効率的なコスト効果の高い、リアルタイム イメージング ・案内システムが多く必要です。結合された米国および PA のイメージングは、効果的な非侵襲的なスクリーニング、診断、癌のステージングに使用できる手法です。イメージング臨床の PA は、FDA によって承認される造影剤 MB などとより現実的で可能です。イメージング PA は非侵襲的なプロシージャ、SLNB 手術に関連する合併症を除外します。
臨床のパイが成功になる前に注意が必要ないくつかの課題があります。まず、パイに使用されるレーザーのサイズがよりコンパクトに。彼らは大規模な重いとしばしばそれらを収容する光学テーブルを必要とします。また、アライメント、それゆえ臨床使用のため携帯ではない非常に小さな変化に敏感です。小型ダイオー...
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著者がある原稿に関連する金銭的な利益とない他潜在的な利益相反を開示します。
著者は、シンガポールの教育省によって資金を供給層 1 研究助成金から助成を受けたいと思います (RG48/16: M4011617) とシンガポールの教育省によって資金を供給層 2 研究グラント (ARC2/15: M4020238)。著者は動物取扱と彼の助けのための博士 Rhonnie オーストリア Dienzo を認めると思います。
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| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| QスイッチNd:YAGレーザー | Continuum | Surelite | Pumpレーザー |
| 光パラメトリック発振器 | Continuum | OPOレーザー | |
| 臨床超音波イメージングシステム | Alpinion | E-CUBE 12R | デュアルモーダル超音波および光音響イメージングシステム |
| リニアアレイ超音波トランスデューサ | Alpinion | L3-12 | 8.5 MHzの中心周波数、95%の分数帯域幅、 |
| 二股光ファイバ | CeramOptec | カスタムメイド | レーザーからの光をハンドヘルドファイバーホルダーに結合するには |
| レンズ | Thorlabs | LB1869 | レーザーから光ファイバーへの光を集中 |
| 超音波ゲル | プログレス/パーカーアクアソニックゲル | PA-GEL-CLEA-5000 | 音響カップリング |
| 画像処理ソフトウェア | Mathworks | マットラボ | のプログラムは、Matlab |
| 麻酔器 | 医療プラスpte ltd | 濃縮器と非再呼吸麻酔器 | 動物に酸素とイソフルランを供給します |
| パルスオキシメータ ポータブル | メドトロニック | PM10N 獣医用センサー付き | 動物のパルスオキシメトリーを監視します |
| 動物販売業者 | In Vivos Pte Ltd, シンガポール | 研究目的で小動物を供給する動物販売業者。 | |
| 呼吸マスク | カスタムメイド | 動物ホルダーと一緒に使用して、動物の | |
| 鶏の胸組織 | パサール | 人間のイメージングシナリオを模倣するために深さを加えるために使用されます | |
| 23Gニードル | BD プレシジョングライド | 23G,1 & ハーフインチ | リアルタイムの針ガイダンスに使用 |
| 光ファイバーケーブル用ホルダー | カスタムメイド | 二股ケーブルの入力端を保持するには | |
| ハンドヘルドプローブ | カスタムメイド3Dプリント | 光ファイバーの2つの出力端用の2つのスロットと超音波トランスデューサ用の1つのスロット付き | |
| メチレンブルー(10mg / mL) | ステロップ | 造影剤 | |
| レーザーチューニングソフトウェア | Surelite OPO PLUS | SLOPO | レーザーの波長を調整するソフトウェア |
| フォトダイオード | Thorlabs | SP05/M | レーザーパルスを検出して超音波システムをトリガー |
| フォトダイオードバイアスモジュール | Thorlabs | PBM42 | フォトダイオード信号を増幅して超音波信号を |
| 脱毛クリーム レ | キットベンキーザー | Veet | イメージングエリアから髪の毛を取り除くために使用 |
| レーザーパワーメーター | Ophir | Starlite, p/n: 7Z01565 | レーザーパワーの測定に使用 |
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