A montagem e o uso de um microendoscópio multimodal são descritos, que podem co-registrar dados de imagem de tecido superficial com parâmetros fisiológicos do tecido, incluindo concentração de hemoglobina, concentração de melanina e saturação de oxigênio. Essa técnica pode ser útil para avaliar a estrutura e a perfusão do tecido e pode ser otimizada para as necessidades individuais do investigador.
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Artigo de método
Multimodal Imaging and Platform microendoscopy Espectroscopia de fibra pacote para não-invasiva,
Neste artigo
Resumo
Resumo
Técnicas recentes microendoscopy fibra feixe permitir a análise não invasiva de tecido in vivo, utilizando quer técnicas de imagiologia ou uma combinação de técnicas de espectroscopia. Combinando técnicas de imagem e espectroscopia em uma única sonda óptica pode fornecer uma análise mais completa da saúde do tecido. Neste artigo, duas modalidades diferentes são combinados, imagens de alta resolução de fluorescência microendoscopy e espectroscopia de reflectância difusa, em uma única sonda óptica. De alta resolução de imagens de fluorescência microendoscopy é uma técnica utilizada para visualização de tecido apical micro-arquitetura e, embora na maior parte uma técnica qualitativa, demonstrou diferenciação em tempo real eficaz entre tecido neoplásico e não-neoplásica. espectroscopia de reflectância difusa é uma técnica que pode extrair parâmetros fisiológicos dos tecidos incluindo concentração local de hemoglobina, concentração de melanina, e saturação de oxigênio. Este artigo descreve as especificações de required para construir a sonda de fibra óptica, como construir a instrumentação, e, em seguida, demonstra a técnica in vivo sobre a pele humana. Este trabalho revelou que o tecido micro-arquitetura, queratinócitos da pele especificamente apicais, podem ser co-registadas com os seus parâmetros fisiológicos associados. A sonda de fibra e instrumentação-feixe aqui apresentado pode ser optimizado, quer como um dispositivo portátil ou endoscopicamente-compatível para uso numa variedade de sistemas de órgãos. investigação clínica adicional é necessário para testar a viabilidade desta técnica, para diferentes estados de doença epiteliais.
Introdução
Técnicas microendoscopy de fibra pacote normalmente analisar no tecido vivo usando ou técnicas de imagem ou uma combinação de técnicas de espectroscopia. 1-3 Uma tal técnica de imagem de alta resolução microendoscopy de fluorescência, pode imagem do tecido apical micro-arquitetura com resolução sub-celular em um pequeno , field-of-view microescala, utilizando um agente de contraste tópica, tais como proflavina, fluoresceína, ou tinta de piranina. 1,3-11 Esta modalidade de imagem mostrou promissor desempenho clínico em qualitativamente diferenciação entre tecido epitelial doentes e saudáveis em tempo real com baixo inter-observa....
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Protocolo
aprovação Institutional Review Board (IRB # 15-09-149) foi obtido a partir do programa de assuntos Pesquisa em Seres Humanos da Universidade de Arkansas para todos os aspectos do estudo. Os métodos descritos foram realizados em conformidade com as orientações aprovados, e o consentimento informado foi obtido de todos os participantes.
1. Montagem do High-resolution Modalidade Fluorescência microendoscopy
Nota: Os passos descritos para a montagem do de alta resolução de fluorescência microendoscopy modalidade pode ser visualizado na Figura 2.
- Coloque um 470 nm Dichroic espelho dentro....
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Resultados
Seguindo este protocolo, o investigador irá obter uma imagem do local de tecido de alta resolução de focagem com o campo de visão completo (Figura 5). Esboços de células pode ser visto se coradas com tinta de piranina a partir de um marcador amarelo padrão, enquanto que os núcleos das células individuais podem ser vistas se marcadas com um corante, tal como proflavina. Após a aquisição espectral, o software de pós-processamento utiliza um conhecimento a prio.......
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Discussão
A imagem de alta resolução e multimodal microendoscope fibra feixe espectroscopia de reflectância difusa sub-relatada aqui pode ser optimizado e utilizado pelos investigadores para uma variedade de aplicações, incluindo o uso manual ou endoscópico para estudos em seres humanos ou animais. Assim, fornece um método flexível para visualização in vivo do tecido micro-arquitetura apical juntamente com medições de concentração de hemoglobina, concentração de melanina, e saturação de oxigênio nos tecidos de duas.......
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Divulgações
Os autores declaram que não têm interesses financeiros concorrentes.
Agradecimentos
Este material é baseado no trabalho apoiado pelos Institutos Nacionais de Saúde (1R03-CA182052, 1R15-CA202662), pelo Programa de Bolsas de Pesquisa de Pós-Graduação da National Science Foundation (G.G., DGE-1450079), pelo Instituto de Biociências do Arkansas e pela Bolsa da Academia de Doutorado da Universidade de Arkansas. Quaisquer opiniões, descobertas e conclusões ou recomendações expressas neste material são de responsabilidade dos autores e não refletem necessariamente as opiniões das agências de financiamento reconhecidas.
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Materiais
| Nome | Empresa | Número de catálogo | Comentários |
|---|---|---|---|
| Cubo de gaiola de 30 mm com montagem de filtro dicróico | Thorlabs, Inc. | CM1-DCH | |
| 470 nm Espelho Dicróico (Divisor de Feixe) | Chroma Corporation | T470lpxr | |
| Haste de Montagem de Gaiola, 1.5", Pacote de 4 | Thorlabs, Inc. | ER1.5-P4 | |
| Haste de Montagem de Gaiola, 3.0", Pacote de 4 | Thorlabs, Inc. | ER3-P4 | |
| Haste de Montagem de Gaiola, 2.0", 4-Pack | Thorlabs, Inc. | ER2-P4 | |
| SM1-Placa de gaiola rosqueada de 30 mm | Thorlabs, Inc. | CP02 | |
| Anel de retenção sem estresse da série SM1 | Thorlabs, Inc. | SM1PRR | |
| SM1, Profundidade de Rosca de 1.00" | Thorlabs, Inc. | SM1L10 | |
| Suporte de espelho cinemático de ângulo reto | Thorlabs, Inc. | KCB1 | |
| 1 "UV Espelho de Alumínio Aprimorado | Thorlabs, Inc. | PF10-03-F01 | |
| Montagem de Translação do Eixo Z | Thorlabs, Inc. | SM1Z | |
| 10X Olympus Plano Objetivo Acromático | Thorlabs, Inc. | RMS10X | |
| XY Montagem de Lente de Tradução | Thorlabs, Inc. | CXY1 | |
| Placa adaptadora de fibra SMA com rosca SM1 | Thorlabs, Inc. | Tubo de Lente SM1SMA | |
| SM1, Profundidade de Rosca de 0,50" | Thorlabs, Inc. | SM1L05 | |
| Filtro passa-banda 440/40 (Excitação) | Chroma Corporation | ET440/40x | |
| 525/36 (Emissão) | Chroma Corporation | ET525/36m | |
| ALK-LH-3W-KIT | |||
| Thorlabs, Inc. | AC254-050-A | ||
| Flea 3 USB Monocromático Câmera | Ponto Cinza, Inc. | FL3-U3-32S2M-CS | |
| Suporte de Poste de 0,5", L = 1,5" | Thorlabs, Inc. | PH1.5 | |
| 0.5" Poste Óptico, L = 4.0" | Thorlabs, Inc. | TR4 | |
| , 1" x 2.3" x 3/8" | Thorlabs, Inc. | Fonte de luz de | |
| (Vis-NIR) | Ocean Optics | HL-2000-LL | |
| 20X Olympus Plan Objective | Edmund Optics, Inc. | PLN20X | |
| N / A | N / A | personalizado projetado e construído | |
| N / A | N / A | ||
| Carcaça do motor de alumínio | N / A | N / A | Motor de passo projetado e construído sob medida |
| - 400 passos / revolução | SparkFun Electronics | ROB-10846 | Múltiplo fornecedores |
| Interruptor de fibra óptica de alumínio personalizado | N/A | N/A | Placa |
| frontal de interruptor de fibra óptica de alumínio | N/A | N/A | e construído sob medida |
| - R3 | SparkFun Electronics | DEV-11021 | Vários fornecedores |
| Placa de ensaio eletrônica - autoadesiva | SparkFun Electronics | PRT-12002 | Vários fornecedores |
| EasyDriver - Driver de Motor de Passo | Sparkfun Electronics | ROB-12779 | |
| 12 V, 229 mA Fonte de Alimentação | Phihong | PSM03A | Vários fornecedores |
| Espectrômetro USB de Sensibilidade Aprimorada (Vis-NIR) | Ocean Optics | USB2000+VIS-NIR-ES | |
| 550 µ m, 0,22 NA, cabo de remendo de fibra SMA-SMA | Thorlabs, Inc. | M37L01 | |
| Sonda de Fibra Óptica Personalizada | Miríade de Imagens de Fibra N | /A | |
| 20% Padrão de Refletância Difusa Espectral | Labsphere, Inc. | SRS-20-010 | |
| Marcador amarelo padrão | Sharpie | 25005 | Vários fornecedores, proflavina ou fluoresceína podem ser substituídos |
Referências
- Muldoon, T. J., et al. Subcellular-resolution molecular imaging within living tissue by fiber microendoscopy. Opt Express. 15, 16413-16423 (2007).
- Rajaram, N., Reichenberg, J. S., Migden, M. R., Nguyen, T. H., Tunnell, J. W. Pilot clinical study for quantitative spectral diagnosis of non-melanoma skin cancer. Lasers....
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Reimpressões e permissões
