휴대용 임상 Photoacoustic 실시간 비-침략 적 작은 동물 이미징을 위한 이미징 시스템

요약

이미징 시스템 임상 휴대용 photoacoustic 실시간 비-침략 적 작은 동물 영상에 대 한 시연 됩니다.

초록

병원에 photoacoustic 이미징의 번역은 주요 도전 이다. 휴대용 실시간 임상 photoacoustic 이미징 시스템은 매우 드물다. 여기, 우리는 결합된 photoacoustic와 임상 초음파 이미징 시스템 초음파 프로브 작은 동물 이미징 위한 빛 배달 통합 하 여 보고 합니다. 이 최소 침 습 실시간 바늘 지도 함께 작은 동물에서 센 티 넬 림프절 영상 표시 하 여 설명합니다. 원시 채널 데이터에 접근할 수 있는 임상 초음파 플랫폼 photoacoustic 휴대용 실시간 임상 photoacoustic 이미징 시스템을 최고의 이미징의 통합 수 있습니다. 메 틸 렌 블루 675 nm 파장에서 센 티 넬 림프절 이미징 사용 되었다. 또한, 듀얼 모달 초음파와 photoacoustic 이미징 바늘 지도 이미징 시스템을 사용 하 여 표시 했다. 최대 1.5 c m의 깊이 영상 photoacoustic 이미징 초당 5 프레임의 프레임 속도에서 10 Hz 레이저와 함께 시연 했다.

서론

검색 및 암의 준비에 대 한 다른 이미징 기술을 사용할 수 있습니다. 널리 사용 되는 이미지 형식 중 일부는 자기 공명 영상 (MRI), x 선 컴퓨터 단층 촬영 (CT), x 선, 초음파 (미국), 양전자 방출 단층 촬영 (PET), 형광 이미징, 등^{1,2, 3 , 4}. 하지만, 기존 이미징 기술의 일부는 침략, 유해한 방사선, 또는 느리게, 비싼, 부피, 또는 환자에 게 불친절. 따라서, 개발, 진단 및 치료⁵빠르고 비용 효율적인 이미징 기법을 일정 한 필요가 있다.

(파이) 이미징 Photoacoustic는 풍부한 광학 대조를 결합 하 여 깊은 이미징 깊이^{5,6,,78에서 고해상도 초음파, 신흥 이미징 기술}

프로토콜

모든 동물 실험 난 양 기술 대학교, 싱가포르의 기관 동물 관리 및 사용 위원회에 의해 승인된 지침 및 규정에 따라 수행 했다 (동물 프로토콜 번호 ARF-SBS / NIE-A0263).

1. 휴대용 실시간 임상 PA와 미국 이미징 시스템

1. 휴대용 임상 파이 시스템 ³³의 회로도 그림 1a에 표시 됩니다. 그것은 이루어져 있다 주파수 배 나노초 펌프 펄스 nd: yag 레이저, 분기 광학 섬유 번들 ( 그림 1b)에 의해 펌핑 옵티컬 파라메트릭 발진기 (OPO) 레이저, 맞춤 3D 핸드헬드 프로브 홀더 (인쇄 그림 1 c) ³³, 임상 듀얼 모달 미국 펜 실바 니 아 시스템, 그리고 임상 호환 선형 배열 UST (재료의 표 참조).
2. 바탕 화면에서 소프트웨어에 대 한 아이콘을 클릭 하 여 임상 미국 시스템에는 제조업체에서 제공 하는 소프트웨어 실행.
3. 터치 스크린에서 선택 된 ' 연구 ' 연구 모드에서 미국 시스템을 작동 하는 ....

결과

그림 1: 시스템 설명. 시스템과 듀얼 모달 임상 미국 파이 시스템의 (a) 도식 표현입니다. 오 포--광학 섬유 번들의 옵티컬 파라메트릭 발진기, FH-섬유 홀더, USM-임상 미국 기계. 섬유 소유자는 UST 및 2 개의 출력 광섬유 번들 통합합니다. Isoflurane과 산소를 공급 하는 마 취 기계 마 취 동물 실험 하는 동안 유지 하는 데 사용 됩니다. (b) 분기 광섬유의 사진. I / P 표시는 섬유의 입력된 끝 및 O/P 2 출력 섬유의 끝을 나타냅니다. (c) 3 개의 슬롯, 광학 섬유에 대 한 두 가지와 넣으면 섬유 소유자의 사진. (d)를 넣으면 섬유 .......

토론

현재 심사, 진단 및 암 치료의 비용이 매우 높다. 다른 암 검 진 및 진단에 사용 되는 형식은 이미징이 있다.입니다. 그러나, 이러한 이미징 기술의 많은 제한이 부피가 큰 기계 크기, 침략 적인 진단, 환자, 너무 비 싸, 이온화 방사선 또는 방사성 조 영제의 사용을 unfriendliness를 포함 하 여. 따라서, 효율적, 비용 효율적인, 실시간 이미징 및 시스템 지도 많이 필요 합니다. 결합 된 미국 및 PA 이미징 효과적인, 비-침략 적 심사, 진단, 및 암의 준비에 사용할 수 있는 기술입니다. 임상 PA 이미징 MB 같은 FDA 승인 조 영제와 더 실현 가능한 만들 수 있습니다. PA 이미징으로 비-침략 적 절차, SLNB 수술 관련 합병증을 제거 합니다.

임상 파이 성공 하기 전에 주의 해야 하는 몇 가지 문제가 있다. 첫째, 파이 사용 되는 레이저의 크기 더 컴팩트 하 게 만들 수 있다. 그들은 큰, 무거운, 그리고 그들을 집 광 표 요구. 그들은 또한 정렬, 따라.......

재료

이 논문에 사용된 재료 목록

이름	회사	카탈로그 번호	댓글
Q-switched Nd:YAG 레이저	Continuum	Surelite	펌프 레이저
광학 파라메트릭 발진기	Continuum		OPO 레이저
임상 초음파 이미징 시스템	Alpinion	E-CUBE 12R	듀얼 모달 초음파 및 광음향 이미징 시스템
선형 어레이 초음파 변환기	Alpinion	L3-12	중심 주파수가 8.5MHz이고 분수 대역폭이 95%인 128요소 선형 어레이 변환기,
분기 광섬유	CeramOptec	의 빛을 휴대용 광섬유 홀더에 결합하기 위해	맞춤 제작
Lens	Thorlabs	LB1869	레이저에서 광섬유로 광을 집중
초음파 젤	Progress/parker acquasonic gel	PA-GEL-CLEA-5000	어쿠스틱 커플링
이미지 처리 소프트웨어	Mathworks	Matlab	Home은 Matlab
마취 기계	의료 플러스 pte ltd	산소 발생기가있는 비 호흡 마취 기계를	동물에게 산소와 이소플루란을 공급합니다.
휴대용 맥박 산소 농도계 휴대용	Medtronic	PM10N
연구 목적으로 작은 동물을 공급하는		유통업체	In Vivos Pte Ltd
호흡 마스크	맞춤 제작		마취 혼합물을 공급하기 위해 동물 홀더와 함께 사용
	Pasar		인간 이미징 시나리오를 모방하기 위해 깊이를 추가하는 데 사용
23G 바늘	BD Precisionglide	23G, 1 및 1/2 인치	실시간 바늘 안내
케이블	맞춤 제작		분기 케이블의 입력단을 고정하기 위해
휴대용 프로브	맞춤형 3D 인쇄		광섬유의 두 출력 끝용 슬롯 2개와 초음파 변환기용 슬롯 1개
멜렌 블루(10mg/mL),	PA 이미징용 스테롭
레이저 튜닝 소프트웨어	OPO 레이저 포토다이오드의 파장을 조정하는	Surelite OPO PLUS	SLOPO
	Thorlabs	SP05/M	레이저 펄스를 감지하여 초음파 시스템을 트리거하기 위해
포토다이오드 바이어스 모듈	Thorlabs	PBM42	포토다이오드 신호를 티거 초음파 신호로 증폭하기 위해
탈모 크림	Reckitt Benckiser	Veet	이미징 영역에서 머리카락을 제거하는 데 사용
레이저 파워 미터	Ophir	Starlite, p/n: 7Z01565	레이저 파워를 측정하는 데 사용됩니다.

레이저 사용하여 프로그램을 만들었습니다.수의학 센서가 있는 싱가포르 동물인 의 맥박 산소 농도를 모니터링합니다. 동물 닭 유방 조직에 홀더에 사용 광섬유 조영제, 소프트웨어