Name: Foto akustik Sistografi (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2013-06-11T12:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 49 s
Description: Keşfedin fotoakustik sistografi yöntemini, sıçanlarda idrar kesesi görüntülemesi için iyonize radyasyon kullanmadan. Bu güvenli ve invaziv olmayan teknik, özellikle pediatrik hastalar için toksik kontrast maddeler içermeyen bir alternatif sunar.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Bu çalışma Buffalo Klinik ve Translasyonel Araştırma Merkezi&#39;nde Üniversitesi ve Buffalo Translasyonel Konsorsiyumu, Buffalo Üniversitesi, BT Consilience Yaratıcı Programı Roswell Park Alliance Vakfı, başlangıç ​​fonlarından bir hibe pilot çalışmalar programından hibe kısmen desteklenmiştir MKE ve NIPA (C1515-1121-0003) ve EBTB UÇK hibe (2012-0009249) değildir.

1. Derin Yansıma Modu foto akustik Sistografi (PAC) Sistem <ol><li> Sistem yapılandırma 17, 18 <ol><li> Bir Q-anahtarlı Nd: YAG lazer (ÇBLII-10; Sürekli, 532 nm) pompalar bir dalga boyu-ayarlanabilir lazer (Surelite OPO PLUS, Sürekli, dalga boyu ayar aralığı: 680 ile 2.500 nm). </li><li> Her lazer atış nabzını süresi ~ 5 ns ve lazer tekrarlama oranı 10 Hz. </li><li> Dalga boyu kullanılan kontrast maddesinin optik absorpsiyon tepe bağlıdır. Metilen mavisi kontrast maddesi olarak hizmet vermektedir tepe emilim olduğu yerde, 667 nm&#39;lik bir optik dalga boyu kullanılır. Plasmonik altın Nano fiziksel ve kimyasal özelliklerine göre, NUR spektral bölgede ayarlanabilir lokalize yüzey plazmon rezonans olabilir. Ayrıca, tek duvarlı karbon nanotüpler geniş emme spektrumu dalga boyu seçimi için geniş bir seçenek sağlayabilir. </li><li> Ayarlanabilir lazer çıkan ışık bir küresel konik lens t teslim edilirhrough dik açı prizmalar (PS908, Thorlabs). </li><li> Hafif konik küresel lens geçtikten sonra halka şeklinde bir ışık ışını model oluşturulur. Ev yapımı konik lens BK7 objektif yapılmış ve koni açısı 152 ° olduğunu. Lensin çapı 2.5 cm. </li><li> Birbirinden farklı halka şeklindeki ışık demeti şeffaf bir akrilik levha yapılmış bir optik kondansatör, ile yönlendirilir. Üst ve alt yüzeylerin çapları 6,1 ve 4,8 cm vardır. Kondansatörün kalınlığı 2.5 cm&#39;dir. Yönlendirilen halka şeklinde ışık huzmesi bir doku yüzeyi üzerinde koyu merkezi halka şekilli oluşturur. </li><li> Akustik bağlantı artırmak için küçük bir su kabı yararlanın. Su kabı optik ve akustik şeffaf açık bir ince polietilen film ile sarılmış bir alt açıklık vardır. Küçük hayvanlar su kabı altında konumlandırılmış. </li><li> Oluşturulan PA dalgaları bir küresel odaklanmış ultrason dönüştürücü (V308 tarafından tespit edilir;Olympus NDT ile, 5 MHz&#39;lik bir merkez frekansına), optik kondansatör ortasına monte edilmiştir. Eleman çapı ve dönüştürücü bir odak uzaklığı sırasıyla 1.9 ve 2.5 cm vardır. Böylece, dönüştürücü f-sayısı ~ 1.3 olduğunu. </li><li> Enine ve eksenel kararlar sırasıyla 590 ve 144 mikron vardır. </li><li> Algılanan PA dalgaları ilk üreteci / alıcı (, Olympus NDT; 5072PR 35 MHz bant genişliği ve 59 dB rf kazanç) geniş bant ultrasonik tarafından güçlendirilir, ve sonra (TDS5054, Tektronix) bir osiloskop tarafından satın. </li><li> PA dalgaların varış kez ölçerek tek boyutlu zamana bağımlı görüntüleri (A-line olarak adlandırılır) edinin. Şu anda, Pensilvanya dalgalarının hızı, tüm görüntü elde etme fazla 1,480 m / sn &#39;de olduğu varsayılır. İki (B-tarama olarak adlandırılır) ve üç boyutlu PA görüntüleri mekanik doğrusal tarama tarama aşamasında (; Danaher Dover XY6060) hareket ettirerek elde edilebilir. </li><li> Görüntüleme süresi ile bir hacimsel tek dalga boyu PA görüntü için ~ 25 dkxyz düzlemlerde 2,5 x 2,4 x 1,5 cm 3 bakış (FOV) alanı. Biz 0,4 mm adım boyutu ile y yönünde 0,2 mm, 60 örneklerinin bir adım boyutu ile x yönünde 125 örnekleri satın aldı. 50 MHz örnekleme hızı 500 veri dilimi Z yönü boyunca elde edilmiştir. Mekanik tarama bir ev yapımı NI LabVIEW yazılım sistemi tarafından kontrol edilir. </li><li> Bu hacim, bir veri MathWorks&#39;ün MATLAB sistemi kullanılarak maksimum amplitüd projeksiyonu (MAP) vasıtasıyla temsil edilir. </li></ol></li><li> Sistem uyum <ol><li> Küresel konik lens sonra, ışın deseni mükemmel bir halka şeklinde olduğundan emin olun. Çörek şeklinde ışın deseni düzgün oluşturulur değilse, deri yüzeyinden kökenli PA sinyalleri baskındır. Bu nedenle, derin doku görüntüleme elde etmek zordur. </li><li> Suda çizgi şeklindeki ışık odak eş eksenli ultrason odak bölgesi ile uyumlu olmalıdır. Bu eksende uyumlu değildir, sistem düşük sinyal-muzdaripgürültü oranı. </li><li> 2 dalga boyu 680 ila 1000 nm arasında ayarlanmış mJ / cm 2, - sırasıyla deri yüzeyinde ışınlanmış lazer darbeli enerji ~ 1 çeşitlidir. Bu lazer darbe enerjileri 20 sırasıyla 80 spektral bölgede mJ / cm 2, değişen, Amerikan Ulusal Standartlar Enstitüsü güvenlik sınırı çok daha düşüktür. </li></ol></li></ol> 2. Vivo ve ex vivo Görüntüleme Prosedürleri <ol><li> Hayvan hazırlık <ol><li> Tüm Pensilvanya görüntüleme deneylerde 250 gr - 200 kilo olan kadın Spraque-Dawley sıçan kullanın. </li><li> Öncelikle, ketamin (85 mg / kg vücut ağırlığı) ve ksilazin (15 mg / kg) karışımı intraperitonal enjeksiyonu ile anestezi sıçan. </li><li> Karın bölgesinde tüyleri tüylerini. </li><li> Ismarlama bir hayvan sahibinin üstünde sıçan yerleştirin. </li><li> Kateter geliştirmek için yağ ile kaplayın bir 22-gauge kateter. </li><li> Kateter Vertica tutunLly üretral açılış üzerinde. Kateter göbeği son olarak açılması ulaşana kadar sonra, üretra içine, yatay kateterin distal ucunu. </li><li> Mesanede idrar kateter yoluyla geçersiz kılar. </li></ol></li><li> In vivo PAC görüntülemede <ol><li> PAC sistemindeki su kabı altında hayvan sahibinin üstüne, bulunan sıçan, yerleştirin. </li><li> Akustik bağlantı geliştirmek için hayvan deri yüzeyi ve plastik membran arasında ultrason jeli (Sonotech) uygulayın. </li><li> Tam in vivo Pensilvanya görüntüleme deneylerinde sırasında izofluran buharlaşmış (1 L / oksijen dk ve 0.75% izofluran) kullanarak sıçan uyutmak. </li><li> Kontrast ajanlarının enjeksiyondan önce bir kontrol PA görüntü elde edilir. </li><li> Metilen mavisi (30 mM&#39;lik bir konsantrasyon ile 0.8 g / ml vücut ağırlığı), altın nanocages (2 nM lik bir konsantrasyon ile 1.2 g / ml vücut ağırlığı) ya da tek karbon nanotüp (0.8 ul / g vücut sulu bir solüsyonu tanıtılması ile kilokateter yoluyla mesane 0.3 uM arasında bir konsantrasyonda). 22-gauge kateter ile 1 ml şırınga kullanın. </li><li> PA görüntüleri bir dizi edinin. </li></ol></li><li> Ex vivo görüntüleme PAC <ol><li> Yüksek dozda pentobarbital enjekte edilerek, in vivo PAC görüntüleme sonra fare kurban. </li><li> , Iki büyük organ, mesane ve böbrekler kaldırmak biodistribution araştırmak için, ve bir cam plaka üzerinde. </li><li> PAC sistemindeki su kabı altında cam levha yerleştirin. </li><li> Akustik bağlantı geliştirmek için eksize organları ve plastik membran arasında ultrason jeli (Sonotech) uygulayın. </li><li> PA görüntüler elde. </li><li> Photoacoustically dosyasını, bir kontrol olarak, bir sağlıklı sıçandan çıkarıldı organları. </li></ol></li></ol>

<ol><li>Riccabona, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cystography+in+infants+and+children%3A+a+critical+appraisal+of+the+many+forms+with+special+regard+to+voiding+cystourethrography%5BTitle%5D)+AND+%22Eur.+Radiol%22%5BJournal%5D)">Cystography in infants and children: a critical appraisal of the many forms with special regard to voiding cystourethrography.</a> Eur. Radiol. 12 (12), 2910-2918 (2002).</li>
<li>Khattar, N., Dorairajan, L. N., Kumar, S., Pal, B. C., Elangovan, S., Nayak, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Giant+obstructive+megaureter+causing+contralateral+ureteral+obstruction+and+hydronephrosis%3A+a+first-time+report%5BTitle%5D)+AND+%22Urology%22%5BJournal%5D)">Giant obstructive megaureter causing contralateral ureteral obstruction and hydronephrosis: a first-time report.</a> Urology. 74 (6), 1306-1308 (2009).</li>
<li>Lim, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Vesicoureteral+reflux+and+urinary+tract+infection%3A+evolving+practices+and+current+controversies+in+pediatric+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22AJR+Am.+J.+Roentgenol%22%5BJournal%5D)">Vesicoureteral reflux and urinary tract infection: evolving practices and current controversies in pediatric imaging.</a> AJR Am. J. Roentgenol. 192 (5), 1197-1208 (2009).</li>
<li>Scardapane, A., Pagliarulo, V., Ianora, A. A., Pagliarulo, A., Angelelli, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Contrast-enhanced+multislice+pneumo-CT-cystography+in+the+evaluation+of+urinary+bladder+neoplasms%5BTitle%5D)+AND+%22Eur.+J.+Radiol%22%5BJournal%5D)">Contrast-enhanced multislice pneumo-CT-cystography in the evaluation of urinary bladder neoplasms.</a> Eur. J. Radiol. 66 (2), 246-252 (2008).</li>
<li>Verpoorten, C., Buyse, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+neurogenic+bladder%3A+medical+treatment%5BTitle%5D)+AND+%22Pediatr.+Nephrol%22%5BJournal%5D)">The neurogenic bladder: medical treatment.</a> Pediatr. Nephrol. 23 (5), 717-725 (2008).</li>
<li>Ron, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Let%27s+not+relive+the+past%3A+a+review+of+cancer+risk+after+diagnostic+or+therapeutic+irradiation%5BTitle%5D)+AND+%22Pediatr.+Radiol%22%5BJournal%5D)">Let's not relive the past: a review of cancer risk after diagnostic or therapeutic irradiation.</a> Pediatr. Radiol. 32 (10), 739-744 (2002).</li>
<li>Berrington De Gonzalez, A., Darby, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Risk+of+cancer+from+diagnostic+X-rays%3A+estimates+for+the+UK+and+14+other+countries%5BTitle%5D)+AND+%22Lancet%22%5BJournal%5D)">Risk of cancer from diagnostic X-rays: estimates for the UK and 14 other countries.</a> Lancet. 363 (9406), 345-351 (2004).</li>
<li>Kim, C., Favazza, C., Wang, L. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+vivo+photoacoustic+tomography+of+chemicals%3A+high-resolution+functional+and+molecular+optical+imaging+at+new+depths%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Rev%22%5BJournal%5D)">In vivo photoacoustic tomography of chemicals: high-resolution functional and molecular optical imaging at new depths.</a> Chem. Rev. 110 (5), 2756-2782 (2010).</li>
<li>Ke, H., Erpelding, T. N., Jankovic, L., Liu, C., Wang, L. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Performance+characterization+of+an+integrated+ultrasound%2C+photoacoustic%2C+and+thermoacoustic+imaging+system%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Biomed.+Opt%22%5BJournal%5D)">Performance characterization of an integrated ultrasound, photoacoustic, and thermoacoustic imaging system.</a> J. Biomed. Opt. 17 (5), 056010(2012).</li>
<li>Akers, W. J., Kim, C., Berezin,, et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Noninvasive+Photoacoustic+and+Fluorescence+Sentinel+Lymph+Node+Identification+using+Dye-Loaded+Perfluorocarbon+Nanoparticles%5BTitle%5D)+AND+%22Acs+Nano%22%5BJournal%5D)">Noninvasive Photoacoustic and Fluorescence Sentinel Lymph Node Identification using Dye-Loaded Perfluorocarbon Nanoparticles.</a> Acs Nano. 5 (1), 173-182 (2011).</li>
<li>Jiao, S. L., Jiang, M. S., Hu, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Photoacoustic+ophthalmoscopy+for+in+vivo+retinal+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Express%22%5BJournal%5D)">Photoacoustic ophthalmoscopy for in vivo retinal imaging.</a> Opt. Express. 18 (4), 3967-3972 (2010).</li>
<li>Kim, C., Cho, E. C., Chen, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+vivo+molecular+photoacoustic+tomography+of+melanomas+targeted+by+bioconjugated+gold+nanocages%5BTitle%5D)+AND+%22Acs+Nano%22%5BJournal%5D)">In vivo molecular photoacoustic tomography of melanomas targeted by bioconjugated gold nanocages.</a> Acs Nano. 4 (8), 4559-4564 (2010).</li>
<li>Kim, C., Song, H. M., Cai, X., Yao, J., Wei, A., Wang, L. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+vivo+photoacoustic+mapping+of+lymphatic+systems+with+plasmon-resonant+nanostars%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Mater.+Chem%22%5BJournal%5D)">In vivo photoacoustic mapping of lymphatic systems with plasmon-resonant nanostars.</a> J. Mater. Chem. 21 (9), 2841-2844 (2011).</li>
<li>Wang, X., Pang, Y., Ku, G., Xie, X., Stoica, G., Wang, L. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Noninvasive+laser-induced+photoacoustic+tomography+for+structural+and+functional+in+vivo+imaging+of+the+brain%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Biotechnol%22%5BJournal%5D)">Noninvasive laser-induced photoacoustic tomography for structural and functional in vivo imaging of the brain.</a> Nat. Biotechnol. 21 (7), 803-806 (2003).</li>
<li>Xie, Z., Roberts, W., Carson, P., Liu, X., Tao, C., Wang, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Evaluation+of+bladder+microvasculature+with+high-resolution+photoacoustic+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Lett%22%5BJournal%5D)">Evaluation of bladder microvasculature with high-resolution photoacoustic imaging.</a> Opt. Lett. 36 (24), 4815-4817 (2011).</li>
<li>Zhang, H. F., Maslov, K., Stoica, G., Wang, L. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Functional+photoacoustic+microscopy+for+high-resolution+and+noninvasive+in+vivo+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Biotechnol%22%5BJournal%5D)">Functional photoacoustic microscopy for high-resolution and noninvasive in vivo imaging.</a> Nat. Biotechnol. 24 (7), 848-851 (2006).</li>
<li>Kim, C., Jeon, M., Wang, L. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nonionizing+photoacoustic+cystography+in+vivo%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Lett%22%5BJournal%5D)">Nonionizing photoacoustic cystography in vivo.</a> Opt. Lett. 36 (18), 3599-3601 (2011).</li>
<li>Homan, K., Kim, S., Chen, Y. S., Wang, B., Mallidi, S., Emelianov, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Prospects+of+molecular+photoacoustic+imaging+at+1064+nm+wavelength%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Lett%22%5BJournal%5D)">Prospects of molecular photoacoustic imaging at 1064 nm wavelength.</a> Opt. Lett. 35 (15), 2663-2665 (2010).</li>
<li>Chang, S. L., Shortliffe, L. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Pediatric+urinary+tract+infections%5BTitle%5D)+AND+%22Pediatr.+Clin.+N.+Am%22%5BJournal%5D)">Pediatric urinary tract infections.</a> Pediatr. Clin. N. Am. 53 (3), 379(2006).</li>
<li>Stratton, K. L., Pope, J. C., Adams, M. C., Brock, J. W., Thomas, J. C. Implications of Ionizing Radiation in the Pediatric Urology. 183 (6), 2137-2142 (2010).</li>
<li>Ermilov, S. A., Khamapirad, T., Conjusteau, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Laser+optoacoustic+imaging+system+for+detection+of+breast+cancer%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Biomed.+Opt%22%5BJournal%5D)">Laser optoacoustic imaging system for detection of breast cancer.</a> J. Biomed. Opt. 14 (2), 024007(2009).</li>
<li>Erpelding, T. N., Kim, C., Pramanik, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sentinel+lymph+nodes+in+the+rat%3A+noninvasive+photoacoustic+and+US+imaging+with+a+clinical+US+system%5BTitle%5D)+AND+%22Radiology%22%5BJournal%5D)">Sentinel lymph nodes in the rat: noninvasive photoacoustic and US imaging with a clinical US system.</a> Radiology. 256 (1), 102-110 (2010).</li>
<li>Kim, C., Erpelding, T. N., Jankovic, L., Wang, L. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Performance+benchmarks+of+an+array-based+hand-held+photoacoustic+probe+adapted+from+a+clinical+ultrasound+system+for+non-invasive+sentinel+lymph+node+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Philos.+Transact.+A.+Math+Phys.+Eng.+Sci%22%5BJournal%5D)">Performance benchmarks of an array-based hand-held photoacoustic probe adapted from a clinical ultrasound system for non-invasive sentinel lymph node imaging.</a> Philos. Transact. A. Math Phys. Eng. Sci. 369 (1955), 4644-4650 (1955).</li>
<li>Kim, C., Song, K. H., Gao, F., Wang, L. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sentinel+lymph+nodes+and+lymphatic+vessels%3A+noninvasive+dual-modality+in+vivo+mapping+by+using+indocyanine+green+in+rats--volumetric+spectroscopic+photoacoustic+imaging+and+planar+fluorescence+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Radiology%22%5BJournal%5D)">Sentinel lymph nodes and lymphatic vessels: noninvasive dual-modality in vivo mapping by using indocyanine green in rats--volumetric spectroscopic photoacoustic imaging and planar fluorescence imaging.</a> Radiology. 255 (2), 442-450 (2010).</li>
<li>Kruger, R. A., Kiser, W. L., Reinecke, D. R., Kruger, G. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Thermoacoustic+computed+tomography+using+a+conventional+linear+transducer+array%5BTitle%5D)+AND+%22Medical+Physics%22%5BJournal%5D)">Thermoacoustic computed tomography using a conventional linear transducer array.</a> Medical Physics. 30 (5), 856-860 (2003).</li>
<li>Kruger, R. A., Lam, R. B., Reinecke, D. R., Del Rio, S. P., Doyle, R. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Photoacoustic+angiography+of+the+breast%5BTitle%5D)+AND+%22Med.+Phys%22%5BJournal%5D)">Photoacoustic angiography of the breast.</a> Med. Phys. 37 (11), 6096-6100 (2010).</li>
<li>Manohar, S., Kharine, A., Van Hespen, J. C., Steenbergen, W., Van Leeuwen, T. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+Twente+Photoacoustic+Mammoscope%3A+system+overview+and+performance%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Med.+Biol%22%5BJournal%5D)">The Twente Photoacoustic Mammoscope: system overview and performance.</a> Phys. Med. Biol. 50 (11), 2543-2557 (2005).</li>
</ol>

Tüm hayvan deneyleri Buffalo Kurumsal Hayvan Bakım New York Eyalet Üniversitesi ve Kullanım Kurulu ile uyumlu olarak yorumlandı. Yazarlar ifşa hiçbir şey yok.

Sonuç olarak, in vivo bir sıçan modelinde toksik olmayan optik emiciler kullanarak PAC noniyonize olasılığını göstermiştir. Biz başarıyla İyonlaştırıcı olmayan ve invaziv olmayan PAC sistemi kullanılarak optik emiciler dolu bir sıçan mesane görüntülendi var. Iki kritik güvenlik sorunları yaklaşımımızda çözüldü: (1) sistografik uygulamaları ve vücutta kontrast ajanlar (2) hiçbir birikimi için İyonlaştırıcı olmayan radyasyon kullanımı. Klinik ilgi pediatrik hastalarda vezikoüreteral r...

X-ray sistografi 1, mesane kanseri, vezikoüreteral reflü, üreter tıkanması, nörojenik mesane, vb mesane ile ilgili hastalıklar belirlemek için bir görüntüleme süreçtir. 2-5 Tipik olarak, Idrara geçersiz ve bir radyo-opak madde bir ile enjekte edilir kateter. Daha sonra, floroskopi X-ray görüntüleri idrar mesane tanımlamak için elde edilir. Ancak, anahtar güvenlik sorunu zararlı iyonizan radyasyon Bu yordamda kullanılan olmasıdır. Buna ek olarak 0.6 1.8% tanısal röntgen aralıkları 75 yaş nedeniyle yaş. 6 kümülatif kanser riski yüzdesi, kanserojen tehdit pediatrik hastalarda önemlidir. Bir İngiliz çalışma 9 önemli iç organları arasında, X-ışınları tanı arasında ortalama yıllık radyasyon dozu erkek çocuklarda 4 daha az ve en yüksek ikinci en az 4 kız çocuklarda mesane en yüksek olduğunu gösterdi. 7. Bu, mesane kanseri riskini göstermektedir pediatrik hastalarda en önemlidir. Although pediatrik radyolog makul olarak elde, iyonize radyasyon tamamen göz ardı edilemez gibi düşük radyasyona maruz kalma oranını azaltmak için çaba. Bu nedenle, sınırlama sistografi içinde radyoaktif olmayan kontrast madde ile tamamen radyasyon içermeyen, hassas maliyet-etkin ve yüksek çözünürlüklü görüntüleme yöntemi için bir ihtiyaç yaratır. PAT güçlü optik soğurma kontrast ve biyolojik dokularda yüksek ultrasonik uzaysal çözünürlük sağlayabilir çünkü son, foto akustik tomografi (PAT) önde gelen biyomedikal görüntüleme yöntemi haline gelmiştir. PAT 8 ilkesidir ultrasonik dalgalar nedeniyle hedef termoelastik genişlemesine neden olduğunu ışık emme izledi. Tespit ederek bir orta, iki veya üç boyutlu foto akustik (PA) görüntüleri ile seyahat akustik dalgalar zamana bağımlı oluşur. Ultrason (US) ışığı (tipik olarak büyüklükte iki ya da üç order) ile karşılaştırıldığında çok daha az dağınık dokularda olduğundanuzaysal çözünürlük görüntüleme derinliği 1/200 korunurken PAT görüntüleme derinliği, dokularda ~ 8 cm kadar ulaşabilir sistografik uygulama için PAT 9 önemli avantajları şunlardır:. (1) PAT iyonize tamamen ücretsiz radyasyon. (2) ClinicalUSimaging sistemleri kolayca çift-modlu bir PA ve US görüntüleme özellikleri sağlamak için adapte edilebilir. Böylece, çift modlu PA / ABD görüntüleme sistemi hızlı klinik çeviri için temel kriterler olan, nispeten, taşınabilir maliyet-etkin ve hızlı olabilir. Endojen ve eksojen kontrast her ikisini de kullanarak, PAT tümör fizyopatolojisi, beyin hemodinamik, iç organları, göz, anjiyografi, vb çalışma dokuların yüksek çözünürlüklü, morfolojik fonksiyonel ve moleküler görüntüleme sağlamıştır. 10-16 Bu yazıda, yakın kızılötesi (NIR) optik emiciler (yani metilen mavisi, gitmek kullanarak İyonlaştırıcı olmayan foto akustik sistografi deneysel protokolleri (PAC) göstermektoksik olmayan optik-bulanık izleyiciler olarak ld nanocages, ya da tek duvarlı karbon nanotüpler). Kontrast madde ile dolu sıçan mesane photoacoustically ve spektroskopik in vivo olarak tarif edildi. Herhangi bir etken ısrarla sıçanların mesane ve böbreklerde biriken. Bu nedenle, madde birikimi neden olabilir uzun dönem toksisite dışı bırakılabilir. Bu sonuç, optik emiciler kombinasyonu ile PAC potansiyel çocuk hastalar için gerçekten zararsız sistografik yöntemi olabilir anlamına gelir. Sistem yapılandırması, sistem uyum ve in vivo / ex vivo görüntüleme yöntemleri bu makalede açıklanan.

<table><tbody><tr><td>Q-anahtarlı Nd:YAG lazer</td><td>Continuum</td><td>SLII-10</td><td>pompa lazer</td></tr><tr><td>OPO lazer</td><td>Continuum</td><td>Surelite OPO PLUS</td><td>ayarlanabilir lazer</td></tr><tr><td>Prizmalar</td><td>Thorlabs</td><td>PS908</td><td>ışık iletimi</td></tr><tr><td>Ultrason dönüştürücü</td><td>Olympus NDT</td><td>V308</td><td>5 MHz</td></tr><tr><td>Ultraoundpulser / alıcı</td><td>Olympus NDT</td><td>5072PR</td><td>amplifikatör</td></tr><tr><td>Osiloskop</td><td>Tektronix</td><td>TDS5054</td><td>veri toplama</td></tr><tr><td>Tarama aşaması</td><td>Danaher Dover</td><td>XY6060</td><td>raster tarama</td></tr><tr><td>Metilen mavisi</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>M9140-25G</td><td>kontrast madde</td></tr><tr><td>Sıçanlar</td><td>Harlan</td><td>Spague-Dawley</td><td>hayvan denek</td></tr><tr><td>İzofulan buharlaştırıcı</td><td>Ötenex</td><td>EZ-155</td><td>anestezi</td></tr><tr><td>Ultrason jeli</td><td>Sonotech</td><td>Clear Image tekler</td><td>akustik kuplaj</td></tr></tbody></table>

foto akustik sistografi

Photoacoustic Cystography

Bir radyo-opak boya kullanarak teşhis X-ray dayanmaktadır geleneksel çocuk sistografi,, zararlı iyonize radyasyon kullanımı muzdarip. Radyasyona maruz kalma nedeniyle çocuklarda mesane kanseri riski diğer birçok kanser daha önemlidir. Burada yakın kızılötesi (NIR) optik emiciler (yani metilen mavisi, plasmonik altın nano, veya tek duvarlı karbon nanotüpler kullanarak, foto akustik sistografi (PAC) olarak adlandırılan idrar mesane, bir İyonlaştırıcı olmayan ve invaziv olmayan foto akustik (PA) görüntüleme fizibilite göstermek ) bir optik-bulanık izleyici olarak. Biz başarılı bir karanlık alan konfokal PAC sistemi kullanarak optik emici maddeler ile dolu bir sıçan mesane görüntülendi var. Kontrast maddelerin transüretral enjeksiyon sonra, sıçan mesane önemli Pensilvanya sinyal geliştirme elde ederek photoacoustically görüntülendi. Birikimi spektroskopik PA görüntüleme ile doğrulandı. Ayrıca, sadece bir lazer darbe enerjisi kullanarakaz 1 mJ / cm 2 (güvenlik sınırı 1/20), mevcut görüntüleme sisteminin derinlikte metilen mavisi-dolu-rat-mesane eşlenebilmesi in vivo biyolojik dokularda 1 cm ötesine. In vivo ve ex vivo PA görüntüleme sonuçları hem de kontrast ajanlar doğal olarak idrar yoluyla atılır olduğunu doğrulamak. Bu nedenle, klinik çeviri kolaylaştıracak uzun vadeli toksik madde birikimine ilgili herhangi bir endişe vardır.

Şekil 1 optik bulanık metilen mavisi (MB) kullanarak in vivo İyonlaştırıcı olmayan ve invaziv olmayan PAC olarak gösterir. Kontrol PA dosyasını MB (Şekil 1A) için yüksek optik absorpsiyon olarak, 667 nm &#39;de elde edildi. FOV içindeki kan damarları açık bir şekilde görüntülenmiştir da olsa da, bu dalga boyunda optik olarak transparan olması nedeniyle, mesane görünmez. Şekil 1B &#39;de gösterildiği üzere, mesane açık bir şekilde 0.2 saat MB enjeksiyon...

Foto akustik sistografi (PAC) herhangi bir iyonlaştırıcı radyasyon veya toksik kontrast madde kullanmadan idrar mesane, pediatrik hastalarda radyasyon hassas iç organ, harita için büyük bir potansiyele sahiptir. Burada sıçanlarda optik-opak izleyiciler bir enjeksiyon ile idrar mesane haritalama için PAC kullanımını göstermek<em&gt; In vivo</em&gt;.

Foto akustik Sistografi

Conventional pediatric cystography, which is based on diagnostic X-ray using a radio-opaque dye, suffers from the use of harmful ionizing radiation. The ...

Bu prosedürün genel amacı, toksik olmayan optik bulanık izleyiciler olarak yakın kızılötesi optik absorbansı kullanarak in vivo iyonize olmayanle fotoakustik sistografi uygulamalarını göstermektir. Bu işlem, öncelikle deney hayvanının anestezi altına alınmasıyla gerçekleştirilir. İkinci adım; karın bölgesindeki tüylerin temizlenmesi, sıçanın özel yapım bir hayvan tutucu üzerine yerleştirilmesi, bir kateter takılması ve görüntüleme bölgesine ultrason jeli uygulanmasıyla hayvanın görüntülemeye hazırlanmasıdır.Ardından, mesaneye optik absorbans enjeksiyonu öncesi ve sonrası, birle fotoakustik sistografi sistemi kullanılarak abdominal bölgenin görüntüleri elde edilir. Nihayetinde bu işlem, radyasyon maruziyeti ve uzun süreli ağır ajan birikimi olmayan, iyonize olmayan ve invaziv olmayan bir fotoakustik sistografi sistemi kullanılarak sıçan mesanesinin görüntülenmesine olanak tanır. Güçlü optik absorbsiyon kontrastı ve biyolojik dokulardaki yüksek ultrason uzay çözünürlüğü nedeniyle akustik tomografi, önde gelen bir biyomedikal görüntüleme modalitesi haline gelmiştir. Foto tomografinin temel avantajı, iyonize radyasyondan tamamen arındırılmış olması, enjekte edilen ajanın mesanede birikmemesi, hızlı ve maliyet açısından etkili olmasıdır.Bu prosedür için, 532 nanometre dalga boyunda ışık üretmek üzere frekansı iki katına çıkarılmış, Q-anahtarlamalı neodimyum katkılı alüminyum granat lazer kullanın. Lazer çıktısı, 680 ile 2.500 nanometre arasında ayarlanabilir dalga boyu aralığına sahip bir optik parametrik osilatörden (OPO) geçirilir. İlk olarak, OPO darbe süresini her bir lazer atımı için beş nanosaniyeye ve tekrarlama hızını 10 hertz değerine ayarlayın.Ardından, metilen mavisi kontrast maddesi ile kullanım için optik dalga boyunu 667 nanometreye ayarlayın. Başka bir kontrast maddesi kullanılıyorsa bu dalga boyunun değiştirilmesi gerekebilir. OPO'dan çıkan ışığı, bir dik açılı prizma aracılığıyla ev yapımı küresel konik bir merceğe iletin.Konik lens, 152 derecelik bir kon açıya sahip 2,5 santimetre çapında bir BK seven lensten yapılmıştır. Ardından, ıraksayan donut şeklindeki ışık demetini, şeffaf akrilikten yapılmış 2,5 santimetre kalınlığındaki optimal bir kondansatör aracılığıyla yeniden yönlendirin. Üst ve alt yüzeylerin çapları sırasıyla 6,1 ve 4,8 santimetredir.Işın paterninin kusursuz bir halka şeklinde olduğundan emin olun. Donut şeklindeki ışın paterni düzgün şekilde oluşturulmazsa, cilt yüzeyinden kaynaklanan fotoakustik sinyaller baskın hale gelecektir. Bu durum, derin doku görüntülemesi elde etmeyi zorlaştıracaktır.Ardından, hayvan ile lazer arasındaki akustik kuplajı artırmak için küçük bir su kabı hazırlayın. Alt açıklık, optik ve akustik olarak şeffaf olan ince, şeffaf bir polietilen filmle sarılmıştır. Siyah bir elektrik bandı parçası kullanarak, çizgi şeklindeki ışığı ultrason odak bölgesiyle koaksiyel olarak hizalayın.Bunlar iyi hizalanmamışsa, sistem düşük sinyal-gürültü oranından etkilenecektir. Ardından, fotoakustik dalgaları tespit etmek için küresel odaklı ultrason dönüştürücüsünü monte edin. Bunun için bir V 3 0 8 Olympus NDT daldırma dönüştürücüsü kullanılır.Sistem, verileri beş megahertz hızında toplar ve sırasıyla 590 ve 144 mikrometre değerlerinde transvers ve aksiyel çözünürlüklere sahiptir. Ardından, transdüseri, fotoakustik dalgaları yükseltecek olan geniş bantlı bir ultrasonik darbe alıcısına bağlayın ve bunu bir osiloskopa bağlayın. Sistem kurulumu tamamlandıktan sonra, fotoakustik dalgaların varış sürelerini osiloskop aracılığıyla ölçerek ALINE görüntüler olarak adlandırılan tek boyutlu zaman çözünürlüklü görüntüler elde edin.Ardından, iki boyutlu B taramaları ve üç boyutlu fotoakustik görüntüler elde etmek için LabVIEW kullanarak doğrusal bir raster sahnesini mekanik olarak kontrol edin. 3B görüntüler elde etmek için, 2,5 santimetre x 2,4 santimetre x 1,5 santimetre boyutundaki bir alan için üç boyutlu görüntüleme örnek başına yaklaşık 25 dakika sürer. Sahneyi kontrol etmek için LabVIEW programını kurun.X yönünde 0,2 milimetre adım boyutuyla 125 örnek, Y yönünde 0,4 milimetre adım boyutuyla 60 örnek ve Z yönünde 50 megahertz örnekleme hızıyla 500 veri noktası elde edin. Son olarak, ham verileri toplamak, dönüştürmek ve hacimsel verileri temsil eden bir dizi kesit bcan görüntüsüne dönüştürmek için bir MathWorks MATLAB yazılım sistemi kurun. Kaydedilen görüntüler daha sonra 2D maksimum genlik projeksiyon görüntüleri olarak görüntülenir.Sıçanları görüntülemeye hazırlamak için, 200 ile 250 gram arasında ağırlığa sahip dişi bir Sprague Dawley sıçanı, ketamin ve ksilazin karışımının intraperitoneal enjeksiyonu ile anesteziye alın. Ardından, tüy dökücü losyon kullanarak karın bölgesi çevresinde beş santimetrekarelik bir alandaki tüyleri temizleyin. Sonrasında, sıçanı özel yapım hayvan tutucunun üzerine yerleştirin.Ardından, 22 gauge bir kateteri kaydırıcıyla kaplayarak yerleştirme için hazırlayın ve kateterin distal ucunu, kateter göbeği açıklığa ulaşana ve idrar kateter aracılığıyla boşalmaya başlayana kadar üretraya yatay olarak yerleştirin. Son olarak, sıçanı fotoğrafakustik sistografi sistemindeki hayvan tutucunun üzerine ve su haznesinin altına gelecek şekilde konumlandırın. Görüntülemeye başlamak için, in vivo fotoğrafakustik görüntüleme deneyleri sırasında sıçanı buharlaştırılmış izoflorin kullanarak tamamen anestezi altına alın.Ardından, akustik kuplajı iyileştirmek için hayvan deri yüzeyi ile plastik membran arasına ultrason jeli uygulayın. Daha sonra, kontrast maddelerin enjeksiyonundan önce kontrol amaçlı üç boyutlu birleşimli bir fotoakustik görüntü elde etmek için hazırlanan MathWorks mat lab programını çalıştırın. Kontrol görüntüsü elde edildikten sonra, metilen mavisi enjeksiyonunun ardından bir mililitrelik şırınga kullanarak mesaneye metilen mavisi sulu çözeltisi verin.Enjeksiyon sonrası 48. saate kadar her 12 saatte bir dizi in vivo fotoakustik görüntü alın. Ardından, kilogram başına 150 miligram pentobarbital kullanarak doz aşımı yoluyla sıçanı sakrifiye edin. Sonrasında mesaneyi ve böbreği çıkararak bir cam plaka üzerine yerleştirin.Enjeksiyon yapılmamış bir hayvandan alınan mesane ve böbrek, ex vivo görüntüleme için kontrol olarak kullanılmalıdır. Cam plakayı fotoakustik sistografi sistemindeki su haznesinin altına yerleştirin ve görüntüleme sırasında akustik eşleşmeyi artırmak için çıkarılan organlar ile plastik membran arasına ultrason jeli uygulayın. Burada gösterilen görüntü, metilen mavisi enjeksiyonu öncesinde 667 nanometre lazer ışığı ile görüntülenen bir sıçanın iki boyutlu XY abdominal taramasıdır.Burada, kan ışığı soğurarak bir fotoakustik sinyal oluşturduğu için kan damarları kolayca görülebilir, ancak kontrast madde eksikliği nedeniyle görünür bir mesane yoktur. Metilen mavisi kontrast maddesinin enjeksiyonundan 12 saat sonra görüntüleme yapıldığında, mesane tüm kısımlarında çok güçlü bir genlikle kolayca görünür hale gelir. 24 ve 48. saatlerde tekrar ölçüm yapıldığında, kontrast madde vücudu terk etmiştir ve optik parametrik osilatör ile optik dalga boyu 850 nanometreye değiştirildiğinde, metilen mavisi kontrast maddesi artık enerjiyi soğurmadığı için görünmez olur.Bu işlem, mesaneyi etkili bir şekilde görünmez kılar ve sistem için başka bir negatif kontrol görevi görür. Burada gösterilen noktalı çizgiler boyunca Z düzleminden elde edilen derinlik çözünürlüklü görüntüler, burada gösterildiği gibi ilgi çekici alanlar boyunca ek derinlik verileri sağlar veya alanı üç boyutlu olarak tanımlamak için tüm görüntü için gerçekleştirilebilir. Bu videoda, Fotoakustik endoskopi olarak adlandırılan, in vivo mesane görüntülemede iyonize olmayan ve non-iyonize sürecin fizyolojik uygulanabilirliğini gösterdik.Fotoakustik görüntüleme sistemimizi kullanarak, sol mesanemizi enjekte edilen optik etkili bir izleyici ile doldurmuş ve başarıyla görüntülemiş bulunmaktayız. Gelecekte bu teknik, düşük radyasyon dozu ile pediatrik hastalarda vezikoureteral reflü gibi ürolojik sorunların izlenmesi için de uygulanabilir. Bu prosedürün taşınabilirliği ve düşük maliyetli doğası, bu tür uygulamalar için idealdir.

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Biyomühendislik

Optik çözünürlüklü foto akustik mikroskobu (OR-PAM), görüntüleme optik soğurma yeteneğine sahip gelişmekte olan bir teknoloji...

Üç boyutlu optik çözünürlük foto akustik Mikroskopi

Photoacoustic oftalmoloji (PAOM), optik-soğurma tabanlı görüntüleme yöntemi, şu anda mevcut oftalmik görüntüleme teknolojileri retinanın tamamlayıcı değerlendirilmesini sağlar. Biz sıçanlarda eşzamanlı multimodal retina görüntüleme için spektral domain optik koherens tomografi (SD-OCT) ile entegre PAOM kullanılarak rapor.

Entegre Photoacoustic Oftalmoskopi ve Spektral-domain optik koherens tomografi

Bu videoda, dolaşımdaki bir in vitro akış odasında nanopartiküller taşıyan yumurtalık kanseri hücrelerinin fotoakustik akış sitometrik tespitini sunuyoruz. Bu non-invaziv teknik, bir kontrast madde kullanarak bir akış sisteminde dolaşan tümör hücrelerini başarıyla tanımlar.

İn Vitro Fotoakustik Akış Sitometrisi: Nanopartikül Taşıyan Dolaşımdaki Yumurtalık Kanseri Hücrelerini Tespit Etmek İçin İnvaziv Olmayan Bir Akış Fotoakustik Tekniği

Kaynak: Kalva, S. K., et al., Sıçan Kortikal Vaskülatüründe Boyanın Yıkanmasını ve Yıkanmasını İzlemek için Darbeli Lazer Diyot Tabanlı Masaüstü Fotoakustik Tomografi. J. Vis. Uzm. (2019)Bu video, anestezi uygulanmış bir sıçanın kortikal damarlarındaki değişiklikleri gözlemlemek için fotoakustik görüntülemeyi kullanma prosedürünü göstermektedir. Proses, temel görüntüleme, boya enjeksiyonu ve yıkama ve yıkama sırasında boya emilimi ve klerensinin analizini içerir.

Kortikal Kan Damarlarında Boya Hareketinin Fotoakustik İzlenmesi

Klinik bir el photoacoustic görüntüleme sistemi gerçek zamanlı non-invaziv küçük hayvan görüntüleme için gösterilecektir.

Görüntüleme sistemi gerçek zamanlı Non-invaziv küçük hayvan görüntüleme için el klinik Photoacoustic

Kompakt bir darbeli Lazer diyot tabanlı masaüstü fotoakustik tomografi (PLD-PAT) sistemi, küçük hayvan kortikal damarının yüksek hızlı dinamik in vivo görüntülemesinde gösterilmiştir.

Sıçan kortikal damarında boya yıkama ve yıkayın-Out Izleme için pulsed lazer diyot tabanlı masaüstü Fotoakustik tomografi

Özel yapım fotoakustik akış sistemi ve hedeflenen folik asit kaplı bakır sülfür nano tanecikleri kullanarak dolaşan yumurtalık tümör hücrelerini tespit etmek için bir protokol sunulmaktadır.

Fotoakustik Akış Sitometri kullanarak Yumurtalık Kanseri Algılama

Geniş alan görüntüleme ve gerçek zamanlı görüntülemeyi entegre eden çift raster taramalı fotoakoustik görüntüleyici tasarlanmıştır.

Vasküler Görselleştirme için Çift Raster Taramalı Fotoakoustik Küçük Hayvan Görüntüleyici

Bu yazıda over / adneksiyal lezyonların transvajinal görüntülemesi için kokayıtlı ultrason ve fotoakustik görüntüleme protokolü sunulmuştur. Protokol, diğer translasyonel fotoakustik görüntüleme çalışmaları, özellikle fotoakustik sinyallerin tespiti için ticari ultrason dizileri ve görüntüleme için standart gecikme ve toplam hüzmeleme algoritmaları kullananlar için değerli olabilir.

Yumurtalık Lezyonlarının Transvajinal Görüntülenmesi için Kolikasyonlu Ultrason ve Fotoakustik Görüntüleme Protokolü

Biz lazer kaynaklı ultrason kullanılarak dolaşımdaki melanom hücrelerinin metastatik hastalığın erken bir göstergesi olarak algılamak için bir akış sitometresinin geliştirdik.

Sirkülasyon Melanom Hücreler foto akustik flowmetre kullanarak Algılama ve İzolasyonu

Keşfedin fotoakustik sistografi yöntemini, sıçanlarda idrar kesesi görüntülemesi için iyonize radyasyon kullanmadan. Bu güvenli ve invaziv olmayan teknik, özellikle pediatrik hastalar için toksik kontrast maddeler içermeyen bir alternatif sunar.

Foto akustik Sistografi

Daha fazla video keşfet