Kliniczny ręczny system obrazowania fotoakustycznego zostanie zademonstrowany do nieinwazyjnego obrazowania małych zwierząt w czasie rzeczywistym.
Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.
Artykuł metodologiczny
Ręczny kliniczny system obrazowania fotoakustycznego do nieinwazyjnego obrazowania małych zwierząt w czasie rzeczywistym
W tym artykule
Podsumowanie
Streszczenie
Przeniesienie obrazowania fotoakustycznego do praktyki klinicznej jest dużym wyzwaniem. Ręczne kliniczne systemy obrazowania fotoakustycznego w czasie rzeczywistym są bardzo rzadkie. W tym artykule przedstawiamy połączony fotoakustyczny i kliniczny system obrazowania ultrasonograficznego poprzez integrację sondy ultradźwiękowej z dostarczaniem światła do obrazowania małych zwierząt. Pokazujemy to, pokazując obrazowanie wartowniczych węzłów chłonnych u małych zwierząt wraz z minimalnie inwazyjnym prowadzeniem igły w czasie rzeczywistym. Kliniczna platforma ultrasonograficzna z dostępem do surowych danych kanałowych umożliwia integrację obrazowania fotoakustycznego, co prowadzi do powstania ręcznego klinicznego systemu obrazowania fotoakustycznego w czasie rzeczywistym. Błękit metylenowy użyto do obrazowania wartowniczych węzłów chłonnych o długości fali 675 nm. Dodatkowo pokazano prowadzenie igły z podwójnym modalnym obrazowaniem ultrasonograficznym i fotoakustycznym za pomocą systemu obrazowania. Obrazowanie głębi do 1,5 cm zademonstrowano za pomocą lasera 10 Hz przy częstotliwości odświeżania obrazu fotoakustycznego wynoszącej 5 klatek na sekundę.
Wprowadzenie
Do wykrywania i oceny stopnia zaawansowania raka dostępne są różne techniki obrazowania. Niektóre z powszechnie stosowanych metod obrazowania to rezonans magnetyczny (MRI), rentgenowska tomografia komputerowa (CT), promieniowanie rentgenowskie, ultrasonografia (US), pozytonowa tomografia emisyjna (PET), obrazowanie fluorescencyjne itp.1,2,3,4. Jednak niektóre z istniejących technik obrazowania są albo inwazyjne, albo mają szkodliwe promieniowanie, albo są powolne, drogie, nieporęczne lub nieprzyjazne dla pacjentów. W związku z tym i....
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Protokół
Wszystkie eksperymenty na zwierzętach zostały przeprowadzone zgodnie z zatwierdzonymi wytycznymi i przepisami przez instytucjonalny komitet ds. opieki i użytkowania zwierząt Uniwersytetu Technologicznego Nanyang w Singapurze (numer protokołu dla zwierząt ARF-SBS/NIE-A0263).
1. Ręczny system obrazowania klinicznego PA i US w czasie rzeczywistym
- Schemat ręcznego klinicznego systemu PAI33 jest pokazany w Rysunek 1a. Składa się z optycznego oscylatora parametrycznego (OPO) pompowanego laserem pompującym Nd:YAG o podwójnej częstotliwości nanosekundowej, bifurkowanego pakietu świat....
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Wyniki
Rycina 1: Opis systemu. (a) Schematyczne przedstawienie systemu PAI z klinicznym systemem US o dwóch trybach pracy. OPO – oscylator parametryczny, OF – wiązka światłowodowa, FH – uchwyt światłowodu, USM – kliniczna maszyna US. Uchwyt ś.......
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Dyskusja
Obecnie koszty badań przesiewowych, diagnozy i leczenia nowotworów są bardzo wysokie. Istnieją różne metody obrazowania, które są stosowane w badaniach przesiewowych i diagnostyce raka. Jednak wiele z tych technik obrazowania ma ograniczenia, takie jak nieporęczny rozmiar urządzenia, inwazyjna diagnoza, nieprzyjazność dla pacjentów, zbyt drogie, wymóg promieniowania jonizującego lub stosowanie radioaktywnych środków kontrastowych. Dlatego bardzo potrzebny jest wydajny, ekonomiczny system obrazowania i prowadzenia w czasi.......
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Oświadczenia
Autorzy nie mają żadnych istotnych interesów finansowych w manuskrypcie ani żadnych innych potencjalnych konfliktów interesów, które mogliby ujawnić.
Podziękowania
Autorzy chcieliby podziękować za wsparcie finansowe z grantu badawczego Tier 1 ufundowanego przez Ministerstwo Edukacji w Singapurze (RG48/16: M4011617) oraz grantu badawczego Tier 2 finansowanego przez Ministerstwo Edukacji w Singapurze (ARC2/15: M4020238). Autorzy pragną podziękować dr Rhonnie Austria Dienzo za jego pomoc w obchodzeniu się ze zwierzętami.
....Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Materiały
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| Laser Nd:YAG z przełączaniem Q | Continuum | Surelite Laser pompy | |
| Optyczny oscylator parametryczny | Laser Continuum | OPO | |
| Kliniczny system obrazowania ultrasonograficznego | Alpinion | E-CUBE 12R | Dwumodalny system obrazowania ultrasonograficznego i fotoakustycznego |
| Liniowy przetwornik ultradźwiękowy | Alpinion | L3-12 | 128-elementowy przetwornik liniowy o częstotliwości środkowej 8,5 MHz, ułamkowa szerokość pasma 95%, |
| rozwidlone światłowód | CeramOptec | Wykonane na zamówienie | Do sprzężenia światła z lasera do ręcznego uchwytu światłowodu |
| Obiektyw | Thorlabs | LB1869 | Skupienie światła z lasera na światłowodzie |
| Żel ultradźwiękowy | Progress/parker acquasonic gel | PA-GEL-CLEA-5000 | Sprzęgło akustyczne |
| Oprogramowanie do przetwarzania obrazu | Mathworks | Matlab | Domowy program przy użyciu Matlab |
| Anesthetic Machine | medical plus pte ltd | Aparat do znieczulenia bez oddychania z koncentratorem tlenu. | Dostarcza tlen i izofluran zwierzętom |
| Pulsoksymetr przenośny | Medtronic | PM10N z czujnikiem weterynaryjnym | Monitoruje pulsoksymetrię zwierzęcia |
| Dystrybutor zwierząt | In Vivos Pte Ltd, Singapur | Dystrybutor zwierząt, który dostarcza małe zwierzęta do celów badawczych. | |
| Maska oddechowa | Wykonana | Używana wraz z uchwytem na zwierzę do dostarczania mieszaniny znieczulającej do tkanki | |
| piersi kurczaka | zwierzęcia Pasar | Służy do dodawania głębi w celu naśladowania scenariusza obrazowania człowieka | |
| Igła 23G | BD Precisionglide | 23G, 1 i pół cala | Służy do prowadzenia igły w czasie rzeczywistym |
| Uchwyt do światłowodowego | Wykonane | na zamówienieAby przytrzymać końcówkę wejściową rozwidlonego | |
| Sonda ręczna | Wykonane na zamówienie drukowane | Z dwoma gniazdami na dwa końce wyjściowe światłowodu i jednym gniazdem na przetwornik ultradźwiękowy | |
| Błękit metylenowy (10 mg / mL) | Sterop | Środek kontrastowy do obrazowania PA | |
| Oprogramowanie do strojenia laserowego | Surelite OPO PLUS | SLOPO | Oprogramowanie do dostrajania długości fali lasera OPO |
| Fotodioda | Thorlabs | SP05/M | Do wykrywania impulsu laserowego w celu wyzwolenia systemu ultradźwiękowego |
| Moduł polaryzacji fotodiody | Thorlabs | PBM42 | Do wzmacniania sygnału fotodiody do sygnału ultrasonograficznego tygrysa |
| Krem do depilacji | Reckitt Benckiser | Veet | Służy do usuwania włosów z obszaru obrazowania |
| Miernik mocy lasera | Ophir | Starlite, p/n: 7Z01565 | Służy do pomiaru mocy lasera |
Bibliografia
- Yun, S. H., Kwok, S. J. Light in diagnosis, therapy and surgery. Nat. Biomed. Eng. 1, 0008(2017).
- Tseng, J., et al. Clinical accuracy of preoperative breast MRI for breast cancer. J. Surg. Oncol. , (2017).
- Baran, P., et al.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Przedruki i uprawnienia
