इस पांडुलिपि का वर्णन उपंयास सेटअप और एक photoacoustic माइक्रोस्कोपी और ऑप्टिकल जुटना टोमोग्राफी दोहरी के संचालन की प्रक्रिया-इनवेसिव, लेबल मुक्त ऐसे खरगोश के रूप में बड़े पशुओं, के chorioretinal इमेजिंग के लिए रूपरेखा प्रणाली ।
Photoacoustic नेत्र इमेजिंग एक उभरती हुई नेत्र इमेजिंग प्रौद्योगिकी है कि आक्रामक ध्वनि तरंगों में प्रकाश ऊर्जा परिवर्तित करके नेत्र ऊतक कल्पना कर सकते है और गहन जांच के तहत वर्तमान में है । हालांकि, सबसे तारीख को काम की सूचना दी छोटे जानवरों की आंखों के पीछे खंड के इमेजिंग पर ध्यान केंद्रित है, जैसे चूहों और चूहों, जो नैदानिक मानव छोटे गोलक आकार के कारण अनुवाद के लिए चुनौतियां बन गया है । इस पांडुलिपि का वर्णन एक उपंयास photoacoustic माइक्रोस्कोपी (पाम) और ऑप्टिकल जुटना टोमोग्राफी (अक्टूबर) दोहरे पीछे खंड के लिए प्रणाली बड़े जानवरों की आंखों की, जैसे खरगोशों के रूप में इमेजिंग । प्रणाली विंयास, प्रणाली संरेखण, पशु तैयारी, और दोहरी-रूपरेखा के लिए प्रयोगात्मक प्रोटोकॉल vivo में, इनवेसिव, लेबल मुक्त chorioretinal इमेजिंग खरगोशों में विस्तृत रहे हैं । विधि की प्रभावशीलता के प्रतिनिधि प्रयोगात्मक परिणामों के माध्यम से प्रदर्शन किया, रेटिना और धमनियां द्वारा प्राप्त vasculature सहित, पाम और OCT. इस पांडुलिपि खरगोश में इमेजिंग परिणाम reproducing और बड़े पशुओं में photoacoustic नेत्र इमेजिंग आगे बढ़ने के लिए एक व्यावहारिक गाइड प्रदान करता है ।
हाल के दशकों में बायोमेडिकल photoacoustic इमेजिंग1,2,3,4,5,6,7 के क्षेत्र के विस्फोटक विकास देखा है ,8. ध्वनि में प्रकाश की ऊर्जा रूपांतरण के आधार पर, उभरते photoacoustic इमेजिंग organelles से तराजू पर जैविक नमूनों की कल्पना कर सकते हैं, कोशिकाओं, ऊतकों, छोटे जानवर पूरे शरीर के लिए अंगों और अपनी शारीरिक, कार्यात्मक, आणविक, आनुवंशिक प्रकट कर सकते हैं, और मेटाबोलिक जानकारी1,2,9,10,11,12. Photoacoustic इमेजिंग जैव चिकित्सा क्षेत्रों की एक श्रेणी में अद्वितीय अनुप्रयोगों पाया गया है, जैसे सेल बायोलॉजी13,14, संवहनी जीव विज्ञान15,16, न्यूरोलॉजी17,18 , कैंसर विज्ञान19,20,21,22, त्वचा विज्ञान23, 15 औषध विज्ञान24, और रुधिर25,26। नेत्र विज्ञान में अपने आवेदन, कि है, photoacoustic नेत्र इमेजिंग, दोनों वैज्ञानिकों और चिकित्सकों से पर्याप्त हितों को आकर्षित किया है और सक्रिय जांच के तहत वर्तमान में है ।
नियमित रूप से इस तरह के fluorescein एंजियोग्राफी (एफए) और indocyanine ग्रीन एंजियोग्राफी (ICGA) (प्रतिदीप्ति कंट्रास्ट के आधार पर), ऑप्टिकल जुटना टोमोग्राफी (OCT) (ऑप्टिकल कैटरिंग कंट्रास्ट के आधार पर) के रूप में, आंख इमेजिंग प्रौद्योगिकियों27इस्तेमाल करने के लिए इसके विपरीत , और उसके व्युत्पंन अक्टूबर एंजियोग्राफी (लाल रक्त कोशिकाओं के प्रस्ताव के विपरीत के आधार पर), photoacoustic नेत्र इमेजिंग विपरीत तंत्र के रूप में ऑप्टिकल अवशोषण का उपयोग करता है । यह पारंपरिक नेत्र इमेजिंग प्रौद्योगिकियों से अलग है और आंख के ऑप्टिकल अवशोषण गुणों का अध्ययन है, जो आम तौर पर नेत्र ऊतक28के pathophysiological स्थिति के साथ जुड़े रहे है के लिए एक अनूठा उपकरण प्रदान करता है । तिथि करने के लिए, महत्वपूर्ण उत्कृष्ट कार्य photoacoustic नेत्र इमेजिंग29,30,31,३२,३३,३४,३५में किया गया है, ३६,३७, लेकिन इन अध्ययनों चूहों और चूहों जैसे छोटे जानवरों की आंखों के पीछे खंड पर ध्यान केंद्रित । अग्रणी अध्ययन अच्छी तरह से नेत्र विज्ञान में photoacoustic इमेजिंग की व्यवहार्यता का प्रदर्शन लेकिन वहां अभी भी एक लंबा रास्ता है के लिए प्रौद्योगिकी के नैदानिक अनुवाद की ओर जाने के बाद से चूहों और चूहों की गोलक आकार बहुत छोटे है (एक तिहाई से कम) है कि मनुष्यों की । एक महत्वपूर्ण लंबी दूरी पर अल्ट्रासाउंड तरंगों के प्रचार के कारण, संकेत तीव्रता और छवि गुणवत्ता बहुत जब तकनीक इमेजिंग के लिए बड़ा आंखों के पीछे खंड के लिए प्रयोग किया जाता है पीड़ित हो सकता है ।
इस लक्ष्य की ओर, हमने हाल ही में इनवेसिव, लेबल मुक्त chorioretinal इमेजिंग एकीकृत photoacoustic माइक्रोस्कोपी (पाम) और वर्णक्रमीय-डोमेन oct (SD-oct)३८का उपयोग कर रहने वाले खरगोशों में रिपोर्ट । प्रणाली उत्कृष्ट प्रदर्शन किया है और अंतर्जात अवशोषण और नेत्र ऊतक के विपरीत बिखरने के आधार पर बड़े पशुओं की आंखों की रेटिना और रंजित कल्पना सकता है । खरगोश में प्रारंभिक परिणाम बताते है कि पाम इनवेसिव व्यक्तिगत रेटिना और धमनियां रक्त वाहिकाओं एक लेज़र जोखिम खुराक (~ ८० एनजे) काफी नीचे अमेरिकी राष्ट्रीय मानक संस्थान (ANSI) सुरक्षा सीमा (१६० एनजे) ५७० पर का उपयोग कर भेद सकता है एनएम३९; और OCT स्पष्ट रूप से अलग रेटिना परतों, रंजित, और श्वेतपटल हल कर सकता है । यह बड़ा पाम का उपयोग पशुओं के पीछे खंड इमेजिंग के बहुत पहले प्रदर्शन है और विचार प्रौद्योगिकी के नैदानिक अनुवाद की दिशा में एक बड़ा कदम हो सकता है कि खरगोश (१८.१ mm) के गोलक आकार४० के अक्षीय लंबाई के लगभग ८०% है मनुष्य (२३.९ मिमी).
इस काम में, हम दोहरे-मोडल इमेजिंग प्रणाली और प्रायोगिक प्रोटोकॉल का एक विस्तृत विवरण प्रदान करते है इनवेसिव, लेबल मुक्त chorioretinal इमेजिंग में रहने वाले खरगोश में और प्रतिनिधि रेटिना के माध्यम से प्रणाली के प्रदर्शन का प्रदर्शन और धमनियां इमेजिंग परिणाम ।
एक बरकरार और नियमित रूप से आंसू फिल्म उच्च गुणवत्ता fundus छवियों के लिए आवश्यक है । एक अनियमित और बिगड़ा हुआ आंसू फिल्मों काफी छवि गुणवत्ता४२नीचा कर सकते हैं । आंसू फिल्म की अखंडता को बनाए रखने औ?…
The authors have nothing to disclose.
यह काम राष्ट्रीय नेत्र संस्थान 4K12EY022299 (YMP) के उदार समर्थन द्वारा समर्थित किया गया था, दृष्टि के लिए लड़ो-इंटरनेशनल रेटिना रिसर्च फाउंडेशन FFS GIA16002 (YMP), दृष्टिहीनता को रोकने के लिए अनुसंधान से अप्रतिबंधित विभागीय समर्थन, और विश्वविद्यालय नेत्र विज्ञान और दृश्य विज्ञान के मिशिगन विभाग के । यह काम विजन राष्ट्रीय नेत्र संस्थान से P30 EY007003 द्वारा वित्त पोषित अनुसंधान के लिए कोर सेंटर का उपयोग किया ।
Dual-modality imaging system | |||
OPO laser | Ekspla (Vilnius, Lithuania) | NT-242 | |
Beam attenuator | Thorlabs, Inc. (Newton, NJ, USA) | AHWP10M-600 | |
Motorized rotation stage | Thorlabs, Inc. (Newton, NJ, USA) | PRM1/MZ8 | |
Motorized rotation stage controller | Thorlabs, Inc. (Newton, NJ, USA) | TDC001 | |
Focusing lens | Thorlabs, Inc. (Newton, NJ, USA) | AC254-250-B | |
Pinhole | Thorlabs, Inc. (Newton, NJ, USA) | P50S | |
Collimating lens | Thorlabs, Inc. (Newton, NJ, USA) | AC127-030-B | |
Photodiode | Thorlabs, Inc. (Newton, NJ, USA) | PDA36A | |
Laser shutter | Vincent Associates Inc. (Toronto, Canada) | LS6S2T0 | |
Laser shutter driver | Vincent Associates Inc. (Toronto, Canada) | VCM-D1 | |
Dichroic mirror | Semrock, Inc. (Rochester, NY, USA) | Di03-R785-t3-25×36 | |
Scan lens | Thorlabs, Inc. (Newton, NJ, USA) | OCT-LK3-BB | |
Ophthalmic lens | Thorlabs, Inc. (Newton, NJ, USA) | AC080-010-B-ML | |
Ultrasonic transducer | Optosonic Inc. (Arcadia, CA, USA) | Custom | |
Amplifier | L3 Narda-MITEQ (Hauppauge, NY, USA) | AU-1647 | |
Band-pass filter | Mini-Circuits (Brooklyn, NY, USA) | BLP-30+ | |
Digitizer | DynamicSignals LLC (Lockport, IL, USA) | PX1500-4 | |
Synchronization electronics | National Instruments Corporation (Austin, TX, USA) | USB-6353 | |
OCT module | Thorlabs, Inc. (Newton, NJ, USA) | Ganymede-II-HR | |
Dispersion compensation glass | Thorlabs, Inc. (Newton, NJ, USA) | LSM03DC | |
Illumination LED light | Thorlabs, Inc. (Newton, NJ, USA) | MCWHF2 | |
Power meter | Thorlabs, Inc. (Newton, NJ, USA) | S121C | |
Power meter interface | Thorlabs, Inc. (Newton, NJ, USA) | PM100USB | |
Height measurement tool | Thorlabs, Inc. (Newton, NJ, USA) | BHM1 | |
Fundus camera | Topcon Corporation (Tokyo, Japan) | TRC 50EX | |
Matlab | MathWorks (Natick, MA, USA) | 2017a | |
Oscilloscope | Teledyne LeCroy (Chestnut Ridge, NY, USA) | WaveJet 354T | |
Animal experiment | |||
Water-circulating blanket | Stryker Corporation (Kalamazoo, MI, USA) | TP-700 | |
Ketamine hydrochloride injection | Par pharmaceutical, Inc. (Woodcliff Lake, NJ, USA) | NDC code 42023-115-10 | |
Xylazine hydrochloride | VetOne (Boise, ID, USA) | NDC code 13985-704-10 | |
Tropicamide ophthalmic | Akorn Pharmaceuticals Inc. (Lake Forest, IL, USA) | NDC code 17478-102-12 | |
Phenylephrine hydrochloride ophthalmic | Paragon BioTeck, Inc. (Portland, OR, USA) | NDC code 42702-102-15 | |
Eye lubricant | Hub Pharmaceuticals LLC (Rancho Cucamonga, CA, USA) | NDC code 17238-610-15 | |
Eyewash | Altaire Pharmaceuticals, Inc. (Aquebogue, NY, USA) | NDC code 59390-175-18 | |
Tetracaine hydrochloride ophthalmic solution | Bausch & Lomb, Inc. (Rochester, NY, USA) | NDC code 24208-920-64 | |
Flurbiprofen sodium ophthalmic solution | Bausch & Lomb, Inc. (Rochester, NY, USA) | NDC code 24208-314-25 | |
Neomycin and Polymyxin B Sulfates and Dexamethasone Ophthalmic Ointment | Bausch & Lomb, Inc. (Rochester, NY, USA) | NDC code 24208-795-35 | |
Meloxicam injection | Henry Schein Inc. (Queens, NY, USA) | NDC code 11695-6925-1 |