Name: 살아있는 토끼 눈에 소설 Photoacoustic 현미경 및 광학 일관성 단층 촬영 듀얼 적임 Chorioretinal 이미징 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-02-08T15:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 20 s
Description: 배우세요 광음향 현미경과 광학 일관성 단층 촬영을 결합한 듀얼 모달리티 영상법으로 토끼 눈의 맥락막 망막을 비침습적으로 관찰하는 방법입니다. 이 기술은 산소 포화도와 혈류 분포 분석에 활용됩니다.

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이 작품은 국립 눈 연구소 4K12EY022299의 관대 한 지원에 의해 지원 되었다 (YMP), 싸움에 대 한 시력-국제 망막 연구 재단 FFS GIA16002 (YMP), 실명 방지 연구에서 무제한 부서 지원 및 미시간 대학 부 안과 고 비주얼 과학. 이 작품 비전 연구 국립 눈 연구소에서 P30 EY007003에 의해 투자를 위한 핵심 센터를 활용.

토끼는 미국 농 무부 (USDA) 종 덮여 있습니다. 엄격한 규정에 따라 생물 의학 연구에 사용 해야 합니다. 모든 토끼 실험 대학 실험실 동물 프로토콜 승인 후 안과 및 비전 연구, 동물의 사용을 위한 ARVO (비전 및 안 과학에 있는 연구를 위한 협회) 문을 따라 수행 했다 위원회 및 동물 (UCUCA) 미시간 대학 (프로토콜 PRO00006486, PI Yannis Paulus)의 사용에.
1. 시스템 구성
<ol><li>Photoacoustic 현미경 (팸)<ol>
<li>맥 박 반복 비율 1 kHz, 펄스 기간 3-6 ns 및 가변 파장 범위 405-2600 nm와 같은 옵티컬 파라메트릭 발진기 (OPO) 레이저를 사용 하 여 PAM. 선택 적절 한 기술 사양 광원으로 다이오드 펌프 고체 레이저에 의해 펌핑.</li>
		<li>570에서 레이저에서 emanating 빔 반영 nm (M1 및 m 2), 두 개의 거울에 의해 반 파 판 감쇄 기 동력된 회전 무대, 그리고 마지막으로 초점, 필터에 통과 그리고 빔 겨냥 틀 (그림 1)에 의해 그것을 당기기. 빔 겨냥 틀의 디자인을 최적화 합니다. 빔 겨냥 틀의 예제 구성 포함 초점 렌즈 L1 (초점 길이 250 m m), 작은 구멍 (직경 50 µ m), 및 collimating 렌즈 L2 (초점 거리 30 m m).</li>
		<li>90/10 (반사/전송)의 분할 비율로 조명을된 빔 빔 스플리터 (BS1) 나눕니다. 펄스 대 펄스 레이저 에너지 모니터링에 대 한 광다이오드에 의해 전송 된 부분을 기록 합니다. 연속적으로 편향 거울 (M3)와 dichroic 거울 (DM) 및 래스터 스캔에 의해 반사 된 부분 2 차원 검 류 계를 사용 하 여. 검 류 계는 공유 구성 요소 스펙트럼 도메인 (SD)-10 월 시스템 (아래 설명 참조).</li>
		<li>망원경을 통해 스캔 한 빔 스캔 렌즈의 구성 제공 (초점 거리 36 m m)와 안과 렌즈 (OL, 초점 거리 10 m m) 마지막으로 토끼 눈 광학에 의해는 저에 그것을 집중.</li>
		<li>적절 한 기술 사양, 예를 들어 중심 주파수와 바늘 모양의 초음파 트랜스듀서를 선택 27 MHz, 양방향 −6 dB 대역폭 60%. 흥분된 photoacoustic 신호를 잡으려고 중앙 시각적인 축에서 결 막 접촉 장소.</li>
		<li>초음파 증폭기를 사용 하 여 신호를 증폭 (예를 들어 57 dB 이득), 저역 통과 필터에 의해 필터링 (예, 차단 주파수 32 m h z), 200 MS/s의 샘플링 속도 고속 디지타이저에 의해 디지털화 하 고.</li>
		<li>파워 미터 위의 토끼 눈 고 ANSI 안전 아래 계속 토끼 각 막에 레이저 펄스 에너지 측정 장소 제한 160 570 nm38에서 뉴저지. 빔 레이저 셔터 동기화 전자 통해 Matlab에서 제어를 사용 하 여 레이저 노출 과도 피하기 위해 차단.</li>
		<li>레이저, 검 류 계, 데이터 수집 (DAQ) 보드를 통해 디지타이저를 동기화 합니다. Matlab에서 시스템 제어 및 데이터 수집에 대 한 소프트웨어 프로그램.</li>
	</ol>
</li>
	<li>스펙트럼-도메인 광학 일관성 단층 촬영 (SD-10 월)<ol>
<li>참고 팔 (그림 1)에 안과 렌즈 (OL) 검사 렌즈 (SL) 후와 조각 분산 보상 유리 (DCG)를 추가 하 여 상업적으로 사용 가능한 시스템에 따라 SD 10 월 시스템을 적응. 수정은 OCT 시스템 토끼 눈의 뒤 세그먼트를 상상할 수 있습니다.</li>
		<li>샘플 팔의 광학 경로 길이와 일치를 보장 하기 위해 참조 팔의 길이 조정 하는 튜브 주택 확대를 사용 합니다. 최대 이미지 대비를 달성 하기 위해 토끼 안구 내부에서 빛의 강도 다시 흩어져와 일치를 보장 하기 위해 참조 복고풍 반영 빛의 강도 제어 하는 조리개를 사용 합니다.</li>
		<li>전 하 결합 소자 (CCD) 카메라는 조명 발광 다이오드 (LED)는 외부 조명 원본으로와 토끼 저의 실시간 시각화를 위한 스캔 머리에 캡슐화를 사용 합니다.</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. 시스템 맞춤
<ol><li>초기화는 검 류 계의 위치와 섬유 겨냥 틀 산과 beamsplitter 큐브의 나사를 조정 하 여 OCT 시스템을 맞춥니다. 참고: 단계별 절차 상업적으로 인수 10 월 시스템의 설명서에서 사용할 수 있으며 여기 적용 되지 않습니다. 이 단계는 주로 섬유 겨냥 틀, 참조 팔, 그리고 OCT 시스템의 성능을 최대화 하기 위해 스캔 렌즈의 올바른 정렬입니다.</li>
	<li>공간적으로 레이저 광선을 필터링 하 여 극대 레이저 에너지를 전송 초점 렌즈의 초점 주위 pinhole의 x, y및 z 위치를 조정 합니다. 전후에 그들은 동일을 높이 측정 도구를 사용 하 여 핀 홀 레이저 광선의 높이 확인 합니다.</li>
	<li>편심, 기울기 및 collimating 렌즈 l 2 필터링 된 빔 당기기에 z 위치를 조정 합니다. 빔에 대략 같은 크기와 높이 근처 필드와 끝 필드에서 관찰 될 때.</li>
	<li>공동 축방향 결합 팸 레이저 빔 OCT 광선 미러와 DM의 경사를 조정 하 여. 이 단계 후 팸 레이저와 10 월 빛 완벽 하 게 일치 해야 하 고 토끼 저 스캔 영역 같습니다.</li>
	<li>기울기를 조정 및 올바르게 광학 경로에 정렬 OL 렌즈의 편심. 완료 되 면, 이중 적임 시스템은 이미징에 대 한 준비. 참고: 하나 사용할 수 자동 준 방법이를 위해, 즉, 가벼운 사건으로 같은 길을 따라 다시가 되도록 OL 렌즈 표면에 의해 다시 반영 하는 빛을 확인.</li>
</ol>3. 토끼 준비
<ol><li>동물 시설 및 몸 무게와 동물 번호 기록 개인정보에서 뉴질랜드 화이트 토끼를 가져가 라.</li>
	<li>바디 지원 및 이미징 시스템 아래 광학 테이블에 머리 지원을 포함 한 토끼 플랫폼을 탑재 합니다. 물 순환 난방 담요를 몸에 지원에 넣고 순환 물 온도를 38 ° C의 실험 및 복구 하는 동안 따뜻한 토끼의 체온을 유지할 수 있도록 설정.</li>
	<li>사전 절차 생체 기록 전체 동물 상태, 점 막, 심장 박동, 호흡 속도, 색상과 직장 온도 포함 하 여. 케 타 민 (40 mg/kg)와 근육 (IM) 주사를 통해 xylazine (5 mg/kg)의 혼합물으로 토끼를 anesthetize 하 고 마 취 제 (일정 III 물질)의 사용을 기록 합니다. 마 취 수준 그것의 심장 박동, 호흡 속도, 및 전반적인 상태를 확인 하 여 확인 합니다.</li>
	<li>각 Tropicamide 1% 안과 및 안과 phenylephrine 염 2.5%의 한 방울을 사용 하 여 토끼 눈동자 같은데요</li>
	<li>검 경을 사용 하 여 개최 하는 눈 꺼 풀 방식의 고 방울 눈 각 막 축 축 하 게 윤 활 유를 적용. 국 소 Tetracaine의 한 방울 한 방울 씩 이미징 절차 전에 눈에 0.5%. 참고: 프로시저에 대 한 더 이상 동물을 가능한 불편 절차, 제공 토끼 동물 편안 함을 보장 하기 위해 실험 전에 meloxicam의 피하 주사를 합니다.</li>
</ol>4. SD 10 월 영상
<ol><li>임상 저 카메라의 이미징 플랫폼에 토끼를 전송 고 50도 저, 무료, 빨강과 autofluorescence 이미지 이미징 세션 10 월 전에. 눈의 광학 투명도 확인 하 고 저 그릇 형태와, 시 신경 등 골 수 광선 망막 맥 관 구조를 인식할 수 있습니다.</li>
	<li>OCT 시스템의 플랫폼에 토끼를 전송 하 고 약 하나 OL 아래 눈의 위치를 그것의 자세를 조정 합니다. LED 빛을 사용 하 여 눈을 밝게. 참고: 기술의 임상 번역을 촉진 하기 위하여 토끼 눈은 하지 안정 다른 방법을 사용 하 여 그리고 토끼 머리는 그냥 어떤 고정 없이 머리 지원에.</li>
	<li>10 월 소프트웨어 열고는 저의 CCD 카메라 이미지를 먼저 확인 합니다. 정밀 하 게 높이 헤드 지원 카메라의와 같은 안 혈관과 망막 혈관, 시야 (FOV) 내의 관심사 (ROIs)의 영역을 보장 하기 위해 필요한 경우의 각도 조정 합니다. 참고: 경우 토끼가 좋은 마 취 수준에서 하나의 순차 이미징 세션 지난 수 있습니다 만큼 토끼 머리를 다시 조정 하는 필요 없이 10 분.</li>
	<li>관심의 10 월 B-스캔을 대표 하 고 검색 시작에 직선을 그립니다. OCT 이미지를 시각화 하 고 선명한 이미지를 얻을 10 월 소프트웨어에서 분산 보상 요소 최적화 참조 팔 길이 조정 합니다. 참고: 참조 팔 길이 조정 하는 경우 두 개의 미러 10 월 이미지 표시 됩니다 다른 후 하나. 올바른 이미지 저 해부학의 사전 지식에 따라 구별 될 수 있습니다.</li>
	<li>픽셀 및 평균, 수 등 데이터 수집 매개 변수를 설정 하 고 이미지를 저장 합니다.</li>
	<li>호흡 속도 심장 박동 마 취 수준 및 동물을 추정 하는 토끼의 편안 함. 더 이상 세션에 대 한 보충 케 타 민 또는 흡입된 isoflurane의 1/3 복용량 필요할 때 마 취의 평면을 유지 하기 위해 endotracheal 삽 관 법, V-젤, 또는 얼굴 마스크 간주 수 있습니다.</li>
	<li>각 막 표면 punctate 상피 각 막 표면 탈수를 방지 하는 실험 동안 2 분 마다 눈 속임으로 토끼 각 막을 헹 구 십시오. 모니터링 하 고 기록 동물 생체 매 15 분.</li>
</ol>5입니다. 팸 영상
<ol><li>적절 한 레이저 안전 고글을 착용 하 고 오 포 레이저를 켭니다.</li>
	<li>PAM 제어 소프트웨어를 시작, 대상된 chromophores (헤모글로빈에 대 한예를 들어, 570 nm)의 흡수 봉우리의 레이저 파장을 조정, 검 류 계, 그리고 되도록 토끼 각 막 전에 모니터 레이저 에너지의 위치를 초기화 ANSI 안전 제한 이다입니다.</li>
	<li>3 차원 (3D) 번역 단계에 초음파 트랜스듀서를 탑재 하 고는 저를 가리키는 토끼 결 접촉 트랜스듀서 팁의 위치. 더 나은 부부 변환기 팁과 토끼 결 막 눈 윤 활 유에의 한 방울을 사용 합니다.</li>
	<li>LED 조명 라이트를 켜고 Matlab 소프트웨어를 통해 토끼 저를 시각화.</li>
	<li>설정 검색 투자 수익 (망막 혈관 또는 안 배) 센터와 실제 크기를 포함합니다. 레이저 셔터를 열고 광선의 B-스캔을 시작 합니다. 여 약 변환기 정렬, 검색된 photoacoustic 볼 수 있어야 하나는 오실로스코프에 신호. 그렇지 않은 경우에 각 막의 다른 영역을 스캔 또는 다른 눈에 전환 위의 프로세스를 반복 하 눈 위치를 약간 조정.</li>
	<li>준수 검색된 photoacoustic 오실로스코프에 신호 및 전체 B-스캔에 따라 신호 강도 극대화 하기 위해 변환기 위치를 정밀 하 게 조정 합니다. 참고: 때문에 제한 된 빔 폭, 초음파 변환기 일반적으로 작은 FOV41. 이 단계는 최종 팸 이미지의 배경 변조를 결정합니다. 부정합와 이미지 품질을 크게 저하 팸 이미지 유형이 다른 배경으로 이어질 것입니다.</li>
	<li>데이터 수집 매개 변수를 설정 합니다. 이 포함 하는 픽셀 수 (예., 256 × 256 픽셀), 샘플링 속도 (예., 200 MS/s), 시간 지연. 데이터 수집을 시작 합니다. Matlab 소프트웨어 자동으로 시작 하 고 빔 레이저 노출 과도 피하기 위해 완료를 차단 하는 셔터를 닫을 때 레이저 광선을 통과 하는 셔터를 열 것 이다. 참고: 레이저의 펄스 반복 속도 (1 kHz)에 의해 제한, 그것은 256 × 256 픽셀 이미지의 데이터 수집을 완료 약 1 분 걸립니다.</li>
	<li>원시 데이터를 처리 하 고 체적 렌더링38팸 이미지 최대 강렬 투 상 (MIP)13 2 차원 (2D) 이나 3 차원에서 시각화.</li>
	<li>초음파 변형기를 분리, 이온된 수를 사용 하 여 팁을 헹 구 고 다시 저장 케이스에 넣어.</li>
	<li>저 카메라에 토끼를 전송 하 고 다시는 저를 검사 하십시오. 이 단계 이미징 세션 후는 저의 어떤 형태학 상 변화 있는지 여부를 확인 하는 데 도움이 됩니다.</li>
	<li>각 막 표면 탈수와 각을 방지 하기 위해 실험 하는 동안 눈 속임과 토끼 각 막 마다 두 분을 씻어. 모니터링 하 고 기록 동물 생체 매 15 분. 참고: 팸, 10 월, 그리고 저 세션 이미징 약 1 시간 소요.</li>
</ol>6. 게시물 이미징
<ol><li>검사 후에 저 다시 저 카메라를 사용 하 여, V-젤 경우 연결을 분리 합니다. 눈 속임을 사용 하 여 눈을 씻어, flurbiprofen 안과 네오 마이 신 및 polymyxin B 황산 염 및 dexamethasone 안과 연 고를 적용 하 고 눈을 닫습니다.</li>
	<li>복구 챔버에 물 순환 담요와 토끼를 전송. 빛에서 상자를 보호 하 고 토끼 깨어나면 자연스럽 게 될 때까지 기다립니다. 이 기간 동안 동물 생체 15 분 마다 모니터링 하 고 기록 유지 기록을 위해 동물 시설에는 복사본을 반환.</li>
	<li>토끼를 일단은 활성, 경보 그리고 일반적으로, 동물 시설에 다시 그것을 전송. 급성 실험을 계획 하는 경우에, 안락사 안락사 솔루션을 사용 하 여 동물 (예., Beuthanasia, 0.22 mL/kg, 한계 귀 정 맥에 주사)는 시체의 처분.</li>
	<li>소프트웨어와 레이저 끄십시오. 광학 벤치를 청소.</li>
</ol>

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</ol>

저자는 공개 없다.

그대로 하 고 정기적으로 눈물 필름 높은-품질 저 이미지에 대 한 필수적입니다. 불규칙 하 고 악화 눈물 영화 이미지 품질42저하 크게 수 있습니다. 눈물 영화의 무결성을 유지 하 고 각 막 표면 punctate 각 방지, 기름칠을 각 막 눈 속임을 사용 하 여 매우 빈번 하 게, 약 2 분 마다 중요 하다. 눈의 불투명도 관한 질문이 있다면 슬릿 램프를 사용 하 고 fluorescein 스트립 각 막 상태를 확인 하기.
여러 가지 어려움은 특히 높은 주파수 구성 요소, 각 막의 탈수 및 광학 착오에 대 한 거리와 photoacoustic 신호 감쇄를 포함 하 여 더 큰 동물의 눈의 뒤 세그먼트 이미징 존재할 수 있습니다. Photoacoustic 신호 진폭은 일반적으로 전에 바늘 모양의 초음파 트랜스듀서에 의해 감지 되 고 상당한 감쇄를 경험 한다. 큰 안구 크기, 더 큰 감쇠. 토끼 (~18.1mm)의 안구 크기는 약 3 배 쥐 보다...

최근 수십 년간 생물 의학 photoacoustic 이미징1,2,3,,45,6,7 분야의 폭발적인 발전을 목격 했다 ,8. 소리에 빛의 에너지 변환에 따라 신흥 photoacoustic 이미징 organelles, 세포, 조직, 장기에서 작은 동물 몸 전체에 비늘에 생물 학적 샘플을 시각화 수 및 그것의 해부학을 밝힐 수 있다, 기능, 분자, 유전, 그리고 대사 정보1,2,9,10,,1112. Photoacoustic 이미징 생물 의학 분야, 세포 생물학13,14, 혈관 생물학15,16, 신경과17,18 범위에서 고유 응용 프로그램을 발견 했습니다. , 종양학19,20,,2122, 피부과23,24, 약리학 및 혈액학25,26. 안과, 즉, photoacoustic 눈에 그것의 응용 프로그램 이미징, 과학자와 임상 모두에서 상당한 관심을 모으고 있다 고 현재 활성 조사를 받고 있습니다.
달리 일상적으로 사용 하 눈 이미징 기술27, fluorescein angiography (FA)와 녹색 indocyanine 제품은 (ICGA) (형광 대비 기준), 광학 일관성 단층 촬영 (OCT) (광 산란 대비 기준) 그리고 그것의 파생 10 월 혈관 (혈액 세포의 모션 대비 기준), 대비 메커니즘으로 사용 하 여 광 흡수를 이미징 photoacoustic 안구. 이것은 기존의 눈 이미징 기술과 하 고 독특한 도구 눈 조직28의 병 태 생리 상태와 일반적으로 관련 된 눈의 광 흡수 속성을 공부를 제공 합니다. 현재까지, 중요 한 뛰어난 작품 photoacoustic29,30,31,32,33,,3435, 이미징 눈에서 완료 되었습니다. 36,37, 하지만이 연구는 쥐와 쥐 같은 작은 동물의 눈의 뒤 세그먼트에 초점. 선구적인 연구 잘 인 photoacoustic 이미징의 타당성을 설명 하지만 여전히 쥐 및 쥐의 안구 크기부터 기술의 임상 번역 쪽으로 갈 길이 훨씬 더 작은 (1/3 미만) 보다 인간. 때문에 크게 장거리 초음파 파도의 전파, 신호 강도 및 이미지 품질 이미징 큰 눈의 뒤 세그먼트에 대 한 기법을 사용 하는 경우 크게 고통을 수 있습니다.
이 목표를 향해 우리 최근 보고 비 침범 성, 살아있는 토끼를 사용 하 여 레이블 무료 chorioretinal 이미징 통합 photoacoustic 현미경 (PAM) 및 스펙트럼 도메인 OCT (SD-10 월)38. 시스템 우수한 성능을 있으며 망막과 맥락 막 생 흡수 및 산란 대비 안구 조직에 따라 더 큰 동물의 눈의 시각화 수 있습니다. 토끼에서 예비 결과 PAM noninvasively 개별 망막과 안 혈관 레이저 노출 복용량을 사용 하 여를 구별할 수 있는 표시 (~ 80 뉴저지) 미국 국립 표준 협회 (ANSI) 안전 한계 이하로 크게 (160 뉴저지) 570에 nm39; 그리고 다른 망막, 맥락 막, 레이어와 sclera OCT 해결 명확 하 게 수 있습니다. PAM을 사용 하 여 더 큰 동물의 후부 세그먼트 영상의 첫 데모 이며 토끼 (18.1 m m)40 의 안구 크기의 축 길이의 거의 80%는 고려 기술의 임상 번역을 향한 큰 걸음이 될 수도 있습니다. 인간 (23.9 m m)입니다.
이 작품에서 우리는 이중 적임 이미징 시스템 및 비 침 투, 레이블 없는 chorioretinal 이미징 생활 토끼에 사용 되는 실험 프로토콜에 대 한 자세한 설명을 제공 하 고 대표 망막을 통해 시스템 성능을 입증 하 고 안 이미징 결과입니다.

<table><tbody><tr><td>Dual-modality imaging system</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>OPO laser</td><td>Ekspla (리투아니아 빌뉴스)</td><td>NT-242</td><td></td></tr><tr><td>빔 감쇠기</td><td>Thorlabs, Inc. (Newton, NJ, USA)</td><td>AHWP10M-600</td><td></td></tr><tr><td>전동 회전 스테이지</td><td>Thorlabs, Inc. (Newton, NJ, USA)</td><td>PRM1/MZ8</td><td></td></tr><tr><td>전동 회전 스테이지 컨트롤러</td><td>Thorlabs, Inc. (Newton, NJ, USA)</td><td>TDC001</td><td></td></tr><tr><td>초점 렌즈</td><td>Thorlabs, Inc. (Newton, NJ, USA)</td><td>AC254-250-B</td><td></td></tr><tr><td>핀홀</td><td>Thorlabs, Inc. (Newton, NJ, USA)</td><td>P50S</td><td></td></tr><tr><td>시준 렌즈</td><td>Thorlabs, Inc. (Newton, NJ, USA)</td><td>AC127-030-B</td><td></td></tr><tr><td>Photodiode</td><td>Thorlabs, Inc. (Newton, NJ, USA)</td><td>PDA36A&nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>레이저 셔터</td><td>Vincent Associates Inc. (토론토, 캐나다)</td><td>LS6S2T0</td><td></td></tr><tr><td>레이저 셔터 드라이버</td><td>Vincent Associates Inc. (토론토, 캐나다)</td><td>VCM-D1</td><td></td></tr><tr><td>Dichroic mirror</td><td>Semrock, Inc. (Rochester, NY, USA)</td><td>Di03-R785-t3-25&times; 36</td><td></td></tr><tr><td>스캔 렌즈</td><td>Thorlabs, Inc. (Newton, NJ, USA)</td><td>OCT-LK3-BB</td><td></td></tr><tr><td>안과 렌즈</td><td>Thorlabs, Inc. (Newton, NJ, USA)</td><td>AC080-010-B-ML</td><td></td></tr><tr><td>초음파 트랜스듀서</td><td>Optosonic Inc. (Arcadia, CA, USA)</td><td>Custom</td><td></td></tr><tr><td>Amplifier</td><td>L3 Narda-MITEQ (Hauppauge, NY, USA)</td><td>AU-1647</td><td></td></tr><tr><td>대역 통과 필터</td><td>Mini-Circuits (미국 뉴욕 브루클린)</td><td>BLP-30+</td><td></td></tr><tr><td>디지타이저</td><td>DynamicSignals LLC (Lockport, IL, USA)</td><td>PX1500-4&nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>동기화 전자 제품</td><td>National Instruments Corporation (Austin, TX, USA)</td><td>USB-6353</td><td></td></tr><tr><td>OCT 모듈</td><td>Thorlabs, Inc. (Newton, NJ, USA)</td><td>Ganymede-II-HR</td><td></td></tr><tr><td>분산 보상 유리</td><td>Thorlabs, Inc. (Newton, NJ, USA)</td><td>LSM03DC</td><td></td></tr><tr><td>조명 LED 조명</td><td>Thorlabs, Inc. (Newton, NJ, USA)</td><td>MCWHF2&nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>파워 미터</td><td>Thorlabs, Inc. (Newton, NJ, USA)</td><td>S121C&nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>전력계 인터페이스</td><td>Thorlabs, Inc. (미국 뉴턴, 뉴저지)</td><td>PM100USB&nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>높이 측정 도구&nbsp;</td><td>Thorlabs, Inc. (미국 뉴저지주 뉴턴)</td><td>BHM1</td><td></td></tr><tr><td>안저 카메라</td><td>Topcon Corporation(일본 도쿄)&nbsp;</td><td>TRC 50EX</td><td></td></tr><tr><td>Matlab</td><td>MathWorks(미국 매사추세츠주 나틱)</td><td>2017a</td><td></td></tr><tr><td>오실로스코프</td><td>Teledyne LeCroy(미국 뉴욕주 체스트넛 릿지)</td><td>WaveJet 354T</td><td></td></tr><tr><td><강>동물 실험</강></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>물 순환 담요</td><td>Stryker Corporation(미국 미시건주 칼라마주)</td><td>TP-700</td><td></td></tr><tr><td>케타민 염산염 주사</td><td>Par pharmaceutical, Inc. (미국 뉴저지주 우드클리프 레이크)</td><td>NDC 코드 42023-115-10</td><td></td></tr><tr><td>자일라진 염산염</td><td>VetOne(미국 아이다호 보이시)</td><td>NDC 코드 13985-704-10</td><td></td></tr><tr><td>트로피카미드 안과</td><td>Akorn Pharmaceuticals Inc.(미국 일리노이주 레이크 포레스트)</td><td>NDC 코드 17478-102-12</td><td></td></tr><tr><td>페닐에프린 염산염 안과</td><td>Paragon BioTeck, Inc.(미국 오리건주 포틀랜드)</td><td>NDC 코드 42702-102-15</td><td></td></tr><tr><td>눈 윤활제</td><td>허브 제약 LLC (미국 캘리포니아주 랜초 쿠카몽가)</td><td>NDC 코드 17238-610-15</td><td></td></tr><tr><td>Eyewash</td><td>Altaire Pharmaceuticals, Inc. (Aquebogue, NY, USA)</td><td>NDC 코드 59390-175-18</td><td></td></tr><tr><td>테트라카인 염산염 점안액</td><td>Bausch & Lomb, Inc. (Rochester, NY, USA)</td><td>NDC 코드 24208-920-64</td><td></td></tr><tr><td>Flurbiprofen sodium ophthalmic solution</td><td>Bausch & Lomb, Inc. (Rochester, NY, USA)</td><td>NDC 코드 24208-314-25</td><td></td></tr><tr><td>Neomycin 및 Polymyxin B Sulfates 및 Dexamethasone Ophthalmic Ointment</td><td>Bausch & Lomb, Inc. (미국 뉴욕주 로체스터)</td><td>NDC 코드 24208-795-35</td><td></td></tr><tr><td>Meloxicam injection</td><td>Henry Schein Inc. (Queens, NY, USA)</td><td>NDC 코드 11695-6925-1</td><td></td></tr></tbody></table>

살아있는 토끼 눈에 소설 photoacoustic 현미경 및 광학 일관성 단층 촬영 듀얼 적임 chorioretinal 이미징

Novel Photoacoustic Microscopy and Optical Coherence Tomography Dual-modality Chorioretinal Imaging in Living Rabbit Eyes

Photoacoustic 눈 이미징 신흥 이미징 기술을 음파에 빛 에너지를 변환 하 여 눈 조직을 시각화 noninvasively 수를 집중 조사를 받고 현재는 안과입니다. 그러나, 대부분 보고 날짜를 작업 작은 안구 크기 때문에 임상 인간의 번역에 대 한 도전 포즈는 쥐와 쥐, 작은 동물의 눈의 후부 세그먼트의 이미지에 초점을 맞추고. 이 원고는 소설 photoacoustic 현미경 (PAM) 토끼 같은 더 큰 동물의 눈의 뒤 세그먼트 이미징 광학 일관성 단층 촬영 (OCT) 듀얼-모달 시스템을 설명합니다. 시스템 구성, 시스템 맞춤, 동물 준비 및 듀얼-모달 실험 프로토콜 비보, 비 침범 성, 레이블 없는 chorioretinal 토끼에서 이미징에 대 한 자세히 나와 있습니다. 방법의 효과 망막과 안 맥 관 구조 팸과 10 월 여를 비롯 한 대표적인 실험 결과 통해 보여 줍니다. 이 원고는 토끼에서 이미징 결과 재현 하 고 더 큰 동물에 photoacoustic 눈 영상 발전에 실질적인 가이드를 제공 합니다.

이중 적임 이미징 시스템 및 실험 프로토콜 성공적으로 테스트 되었습니다 4 뉴질랜드 백색 토끼를 사용 하 여 작성자의 실험실에. 다음 몇 가지 대표적인 결과를 보여줍니다.
그림 1 팸과 SD 10 월 듀얼 적임 이미징 시스템의 회로도 보여준다. 그것은 다음 모듈의 구성 된다: photoacoustic 라이트 소스, 가변 레이저 감쇄 기, 빔 겨냥 틀, 에너지 미터, 스캔 머리, photoacoustic 검색 및 수집 모듈, 10 월 단위 및 동기화 전자. 자세한 시스템 구성 섹션 1.1에 항목별로 있습니다.
그림 2 에서는 일반적인 이미징 결과 토끼 ...

이 원고 소설 설정과 운영 photoacoustic 현미경와 토끼 같은 더 큰 동물의 비 침범 성, 레이블 없는 chorioretinal 이미징 광학 일관성 단층 촬영 듀얼 모달 시스템의 절차에 설명 합니다.

살아있는 토끼 눈에 소설 Photoacoustic 현미경 및 광학 일관성 단층 촬영 듀얼 적임 Chorioretinal 이미징

Photoacoustic ocular imaging is an emerging ophthalmic imaging technology that can noninvasively visualize ocular tissue by converting light energy into ...

이 새로운 이미징 설정 및 운영 절차의 전반적인 목표는 토끼와 같은 대형 포유류의 눈에 대한 비침습적이고 표지가 없는 맥락막막 이미징을 위해 광음향 현미경 및 광간섭 단층 촬영 이중 방식을 수행하는 것입니다. 이 방법은 대형 동물에서 산소 포화도, 혈액 분포 및 멜라닌을 식별하는 데 필요한 이미징 깊이, 해상도 및 임상 번역에 대한 안과 이미징의 주요 질문에 답하는 데 도움이 될 수 있습니다. 이 기술의 주요 장점은 광음향 현미경 및 광간섭 단층 촬영 이중 양식 이미지를 획득하기 위해 안구 조직의 비침습적 시각화가 가능하다는 것입니다.시작하려면 다이오드 펌프 솔리드 스테이트 레이저에 의해 펌핑되는 광학 파라메트릭 발진기 레이저를 광음향 현미경의 광원으로 선택하고 빔 스플리터를 사용하여 19 반사 대 10 투과의 분할 비율로 컬럼 지원 빔을 나눕니다. M3 미러와 다이크로익 미러에 의해 반사된 부분을 연속적으로 편향시키고 2차원 검류계를 사용하여 반사를 래스터 스캔합니다. 초점 거리가 36mm인 스캔 렌즈와 초점 거리가 10mm인 안과 렌즈로 구성된 망원경을 통해 스캔된 빔을 전달하고 토끼 눈 광학 장치로 안저에 빔의 초점을 맞춥니다.이미징 절차를 시작하기 전에 본체 지지대에 물 순환 난방 담요를 덮고 순환수의 온도를 섭씨 38도로 설정하십시오. 시술 전 바이탈을 기록하고 토끼의 심장과 호흡수에 따라 적절한 진정 수준을 확인합니다. 트로피카미드 1%와 페닐에프린 염산염 2.5%안과를 각각 한 방울씩 떨어뜨려 토끼 동공을 확장시킵니다.초음파 증폭기를 사용하여 신호를 증폭하고 저역 통과 필터로 신호를 필터링합니다. 토끼 눈 위에 파워 미터를 놓고 토끼 각막의 레이저 펄스 에너지를 측정하여 American National Standards Institute 안전 한계 이하로 유지합니다. 광간섭 단층촬영(Optical Coherence Tomography) 또는 OCT 시스템이 토끼 눈의 뒤쪽 부분을 이미지화할 수 있도록 하려면 스캔 렌즈 뒤에 안과용 렌즈를 추가하십시오.줌 하우징 튜브를 사용하여 reference arm의 길이를 조정하여 sample arm의 광학 경로 길이와 일치하는지 확인합니다. 스펙트럼 도메인 OCT 이미징의 경우 토끼를 임상 안저 카메라의 이미징 플랫폼에 놓고 50도 안저 적색 및 자가형광 이미지를 얻습니다. 다음으로, 안과 렌즈 아래에 한쪽 눈을 놓고 동물을 OCT 시스템의 플랫폼으로 옮깁니다.LED 조명을 사용하여 눈을 비추고 OCT 소프트웨어를 엽니다. 안저의 CCD 카메라 이미지를 확인하고 소프트웨어에서 관심 있는 OCT B 스캔을 나타내는 직선을 그립니다. 스캔을 시작하고, 기준 암 길이를 조정하여 OCT 이미지를 시각화하고, OCT 소프트웨어에서 분산 보상 계수를 최적화하여 가장 선명한 이미지를 얻을 수 있습니다.그런 다음 데이터, 적절한 데이터 수집 매개변수를 설정하고 이미지를 저장합니다. 광음향 현미경 이미징의 경우 광학 파라메트릭 발진기 레이저를 켭니다. 광음향 현미경 제어 소프트웨어를 시작하고 레이저 파장을 타겟 크로마포스의 흡수 피크 중 하나로 조정합니다.검류계의 위치를 초기화하고 토끼 각막 이전의 레이저 에너지를 모니터링하여 American National Standard Institute Safety Limit 미만인지 확인합니다. 초음파 변환기를 3차원 변환 스테이지에 매핑하고 팁이 안저를 가리키도록 변환기 팁을 토끼 결막과 접촉하도록 놓습니다. 눈 윤활제 한 방울을 사용하여 토끼 결막에 트랜스듀서 팁을 더 잘 결합하고 LED 조명 조명을 켭니다.MatLab 소프트웨어를 통해 토끼 안저를 시각화하고 영역의 중심과 물리적 크기를 포함한 관심 스캔 영역을 설정합니다. 레이저 셔터를 열고 빔의 B 스캔을 시작하여 오실로스코프에서 감지된 광음향 신호를 관찰하고 마지막으로 필요에 따라 전체 B 스캔을 따라 신호 강도를 최대화하도록 변환기 위치를 조정합니다. 그런 다음 데이터 수집 매개변수를 설정하고, 원시 데이터를 처리하고, 광음향 현미경 이미지를 2차원으로 시각화합니다.이미징 세션이 끝나면 토끼를 안저 카메라로 다시 옮겨 안저에 이미징 후 형태학적 변화가 있는지 검사하고 안약으로 토끼 각막을 헹굽니다. 플루르비프로펜 안과용, 네오마이신, 폴리믹신 b 황산염, 덱사메타손 안과 연고를 각막에 바르고 눈을 감습니다. 그런 다음 토끼와 물 순환 담요를 회수실로 옮기고 완전히 회복될 때까지 모니터링합니다.이 대표적인 안저 사진에서 맥락막 혈관은 토끼 지축의 대부분의 부분에 퍼져 있는 반면 망막 혈관은 수질선 내에 국한되어 있습니다. 여기서, 안저 내의 맥락막 혈관 구조에 대한 일반적인 광음향 현미경 이미지는 맥락막 혈관, 혈관이 높은 측면 해상도로 묘사된 상태로 표시됩니다. 이 OCT B 스캔 이미지에서는 망막, 맥락막 및 공막이 망막 색소 상피층 아래에서 관찰된 맥락막 혈관과 함께 높은 축 해상도로 시각화됩니다.이중 양식 이미징 시스템을 사용하여 광음향 이미징으로 망막 혈관의 2D 최대 강도 투영 및 3D 체적 렌더링을 얻을 수 있습니다. 3D 이미지의 직교 슬라이스는 광음향 현미경을 사용하여 망막 색소 상피층 위에 있는 개별 망막 혈관을 시각화하고 망막 혈관과 맥락막 혈관이 위치한 다양한 깊이를 확인하는 방법을 보여줍니다. 여기서 OCT B 스캔 이미지는 개별 망막 혈관을 보여줍니다.및 신경 섬유층은 광음향 현미경 이미징 결과를 확인합니다. 일단 숙달되면, 이 기술은 레이저 방사 조도를 낮은 ANLI 설정 한계로 설정하고, 탈수를 피하기 위해 눈을 헹구고, 15분마다 토끼 상태를 모니터링하기 위해 윤활제를 되살리는 것을 기억하는 것을 통해 적절하게 수행되면 약 1시간 안에 완료할 수 있습니다. 절차에 따라 자동 슬라이드 면역조직화학을 수행하여 맥락막 신생혈관 발달 확인에 대한 추가 질문에 답하고 토끼의 신생혈관 형성 부피를 증폭할 수 있습니다.개발 후 이 기술은 안과 분야의 연구자들이 맥락막 신생혈관 생성 모델을 포함한 토끼 보유 질병 모델에서 맥락막 질환을 탐구할 수 있는 길을 열었습니다. 이 비디오를 시청한 후에는 습윤성 연령 관련 황반변성의 조기 진단을 위한 새로운 다중 모드 분자 이미징 시스템을 사용하여 토끼 눈에서 단일 융모막 혈관을 감지하는 방법을 잘 이해하게 될 것입니다. 이것을 잊지 마십시오.유리, 낙하, 레이저 및 동물로 작업하는 것은 매우 위험할 수 있으므로 이 절차를 수행하는 동안 항상 고글 및 실험복 착용과 같은 예방 조치를 취해야 합니다.

novel-photoacoustic-microscopy-optical-coherence-tomography-dual

Research

연구

JoVE Journal

Engineering

공학

Photoacoustic 안과 (PAOM), 광 - 흡수 기반 이미징 양상은 현재 안과 이미징 기술로 망막의 보완 평가를 제공합니다. 우리는 쥐의 동시 multimodal 망막 이미징을위한 스펙트럼 영역 광 간섭 단층 촬영의 (SD -10 월)와 통합 PAOM의 사용을보고합니다.

통합 Photoacoustic Ophthalmoscopy 및 스펙트럼 도메인 광 결맞음 단층 촬영 장치

출처: Jagodzinska, J., et. al., Optical Coherence Tomography: Imaging Mouse Retinal Ganglion Cells In Vivo. J. Vis. 특급. (2017) &lt;br /&gt; 이 비디오에서는 SD-OCT(spectral-domain optical coherence tomography)를 사용하여 망막층을 이미지화하고 시신경병증이 있는 유전자 변형 마우스 모델의 구조적 변화를 평가하는 방법을 보여줍니다.

광간섭 단층촬영(Optical Coherence Tomography)을 사용한 마우스 망막의 In vivo 이미징

이 프로토콜 스펙트럼 도메인 광학 일관성 단층 촬영 등 어떻게 고해상도 이미징 기술을 설명 하 고 스캐닝 레이저 ophthalmoscopy에 정보를 얻기 위해 안과 이미징 플랫폼 시스템을 사용 하 여 작은 설치류에 이용 될 수 있다 망막 두께 microglial 각각 유통, 셀.

Vivo에서 스펙트럼-도메인 광학 일관성 단층 촬영 스캐닝 레이저 Ophthalmoscopy와 Cx3cr1gfp/gfp 기자 쥐의 이미징

망막 색소 상피 세포 건조 연령 관련 황 반 변성의 고급 형태에 대 한 세포 보충 치료 될 수 있습니다. 이 프로토콜 지리적 위축의 눈이 큰 모델 및 질병의이 모델에 인간 배아 줄기 세포 유래 망막 색소 상피 세포의 subretinal 이식의 생성을 설명합니다.

지리적 위축의 눈이 큰 모델에 인간 배아 줄기 세포 유래 망막 색소 상피 세포의 subretinal 이식

여기, 우리 소설 영상 복합 플랫폼을 사용 하 여 큰 시야 (FOV) 3 차원 (3D) 형광 및 10 월 망막 이미지를 얻을 프로토콜 제시. 시스템 설치 프로그램, 정렬 방법 및 운영 프로토콜을 소개 합니다. Vivo에서 화상 진 찰 설명 될 것입니다, 그리고 대표적인 결과 제공 됩니다.

복합 체적 망막 이미징 오블리크 스캐닝 레이저 Ophthalmoscopy (오슬로) 및 광학 일관성 단층 촬영 (OCT)

광학 일관성 단층 촬영 및 optokinetic 응답이 설치류에서 구조적 및 시각적 판독의 평가 대 한 자세한 프로토콜 제공 됩니다. 결과 신경학 상 뿐 아니라 안과 연구에 대 한 귀중 한 통찰력을 제공합니다.

쥐와 쥐에 구조와 기능적 시각 시스템 판독으로 광학 일관성 단층 촬영 및 Optokinetic 응답을 사용 하 여

여기에서는 망막 변성, 녹내장, 당뇨병 성 망막증 및 근시 모델에서 생체 내 망막 및 안구 구조를 시각화하기 위해 스펙트럼 도메인 광학 간섭 단층 촬영 (SD-OCT)을 사용하는 방법을 설명합니다.

광학 간섭 단층 촬영을 사용한 설치류 모델에서 안구 질환의 생체 내 구조 평가

생체 내 이미징은 건강 및 질병 생물학 연구를위한 강력한 도구입니다. 이 프로토콜은 표준 2 광자 현미경으로 마우스 망막의 경공 영상을 설명합니다. 또한 망막의 여러 세포 코호트를 형광으로 표지하는 다양한 생체 내 이미징 방법을 보여줍니다.

경동공 이광자 마우스 망막의 생체 내 이미징

여기에서는 마우스에서 망막병증의 진단 및 정량적 측정을 용이하게 하기 위해 광학 간섭 단층 촬영을 사용하는 생체 내 이미징 기술에 대해 설명합니다.

망막병증의 마우스 모델에 대한 광학 간섭 단층 촬영의 적용

이 프로토콜은 전체 토끼 눈의 고품질 냉동 절개를 얻기 위한 신뢰할 수 있는 방법을 설명합니다. 토끼 눈 절제술, 고정, 포매 및 절편 절차에 대해 자세히 설명하며, 이는 큰 눈에 면역조직화학을 활용하는 모든 연구에 쉽게 적용할 수 있습니다.

Whole Rabbit Eye의 고품질 냉동 절개 획득 

배우세요 광음향 현미경과 광학 일관성 단층 촬영을 결합한 듀얼 모달리티 영상법으로 토끼 눈의 맥락막 망막을 비침습적으로 관찰하는 방법입니다. 이 기술은 산소 포화도와 혈류 분포 분석에 활용됩니다.

살아있는 토끼 눈에 소설 Photoacoustic 현미경 및 광학 일관성 단층 촬영 듀얼 적임 Chorioretinal 이미징

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