Evrensel Real Time Derin Doku İnsan Anjiografi ve Fonksiyonel Preklinik Çalışmalar üç boyutlu Optoacoustic Görüntüleme Probe El

Aşağıdaki deneyin genel amacı, gerçek zamanlı olarak üç boyutlu, işlevsel ve moleküler görüntüleme için yeni geliştirilen bir el tipi opto akustik sistemin görüntüleme yeteneklerini göstermektir. Bu, dokuya karşı tutulduğunda ışık darbelerini yönlendiren bir fiber demetinin etrafındaki küresel bir matris dizisi olan pizo, elektrik dönüştürücülerine sahip bir prob kullanılarak elde edilir. Nanosaniye süresi, ışık darbeleri, prob tarafından yakalanan ultrasonik tepkileri uyarır.

Daha sonra, veriler gerçek zamanlı görüntü yeniden yapılandırması gerçekleştirmek için kullanılır ve elde taşınır modda taramalara izin verir. Sonuçlar, vasküler morfolojinin derin doku görüntülemesinin yanı sıra önemli hemodinamik ve perfüzyon parametrelerinin taşınabilir bir sistemle uygulanabilirliğini göstermektedir. Tüm laboratuvarların özel odak noktası, optik akustik, yaygın optik, ultrason ve multimodalite yaklaşımlarına dayalı yeni biyomedikal görüntüleme araçlarının geliştirilmesidir.

Yeni geliştirilen el tipi optik akustik tomografi sistemi, esasen gerçek anlamda beş boyutlu görüntüleme yeteneği sağlayabilmektedir. Bu, doku morfolojisinin ve işlevinin gerçek zamanlı olarak yüksek çözünürlüklü, spektral olarak zenginleştirilmiş hacimsel görüntülemesini sağlayabileceği anlamına gelir. Hacimsel el görüntüleme yaklaşımı, gerçek zamanlı fonksiyonla birleştiğinde, kapasiteyi ortadan kaldırarak, klinik teşhis için önemli avantajlar sağlar.

Örneğin, periferik vasküler hastalık, lenfatik sistem bozuklukları, meme kanseri, cilt lezyonları, iltihaplanma, artrit. Hızlı dalga boyu ayarlı lazer teknolojisi ile birleştirilen sistem, fotoğraf emici ajanların biyo dağılımının gerçek zamanlı olarak görüntülenmesini sağlar. Bu nedenle, küçük hayvan moleküler görüntüleme uygulamalarında da aynı şekilde yeni olasılıklar ortaya çıkabilir.

Örneğin, doku hemodinamiğini incelemek in vivo hücre takibi, farmakokinetiğin görselleştirilmesi, organ perfüzyonu veya nöro görüntüleme donanımını hazırlayarak başlayın. Yaklaşık 15 dakikalık bir ısınma süresi boyunca ayarlanabilir yakın kızılötesi lazer kaynağını açın. Çıkışını stabilize etmek için, lazer çıkışı el tipi proba bağlanacaktır.

Prob, bir fiber demeti için bir açıklık ile bir kürenin bir kısmını kaplayacak şekilde düzenlenmiş bir piso elektrik elemanı matris dizisinden oluşur. Merkezde, lazer ışınını lazer çıkışından el tipi proba yönlendirmek için bir fiber demeti bağlayın. Ardından, el tipi probun küresel matris algılama dizisini, Q anahtarı tarafından tetiklenen paralel veri toplama sistemine bağlayın Lazerin çıkışı, prob için akustik kuplajı hazırlayarak devam edin.

Dönüştürücü, cilt ile temas edecek ve aktif dönüştürücü yüzeyini kasa ile kapatacak optik ve akustik olarak şeffaf bir polietilen membran ile kaplanmış eşleşen bir kasaya sahiptir. Aktif algılama yüzeyinin doku yüzeyine göre göreceli konumu, etkili görüntüleme derinliğini belirler. Tank ve prob arasına bir pompa bağlayın.

Ardından, dönüştürücü ile zar arasındaki yaklaşık 100 mililitrelik hacmi doldurmak için kullanın. Pompalama tamamlandıktan sonra pompanın bağlantısını kesin. Hava kabarcığı veya sızıntı olmadığından emin olmak için probu inceleyin.

Şimdi güvenlik için, yakın kızılötesi dalga boyları için uygun koruyucu gözlükler takın. Görüntüleme dalga boylarını ve lazer darbesi tekrarlama oranını ayarlayarak devam edin. Kontrol yazılımında, dalga boyu aralığı, belirli doku, kromo, dörtlü ve dışsal olarak uygulanan ilgili ajanlara bağlı olarak optik seçimle 690 ila 900 nanometredir.

Darbe tekrarlama hızı 10 ila 50 hertz aralığındadır ve istenen hacimsel görüntüleme kare hızına bağlıdır, ancak aynı zamanda lazer maruz kalma sınırlarıyla da sınırlıdır. Ayrıca, akustik veri toplama sistemini, saniyede 40 mega örnek örnekleme hızı ve 12 bit dikey çözünürlük ile bir mega ohm giriş empedansına sahip olacak şekilde ayarlayın. Güvenli operasyonlar için.

Bir lazer güç ölçer ile yakın kızılötesi spektral bölgedeki maruz kalma seviyelerini ölçün. Güç ölçeri ölçüm için probun polietilen membranına yerleştirin. Lazer radyasyonunu probdan geçirin ve lazer gücünü ve tekrarlama oranını ayarlayın.

Bu nedenle, ayarlamalar yapıldığında membrandaki güvenli maruz kalma seviyelerini karşılamak için güç ölçeri çıkarın. Prob kullanıma hazırdır. Bir sonraki adım, hastayı prosedür için hazırlamaktır.

Hastaya yakın kızılötesi dalga boyları için uygun koruyucu gözlük sağlayın. Görüntülenecek bölgeyi inceleyin. Saç varsa, çıkarmak için bir tükenme losyonu uygulayın ve görüntülerde istenmeyen arka planlardan kaçının.

Bölgeyi ıslak bir mendille temizleyin. Bölge temizlendikten sonra, görüntülenecek bölgedeki cilde ultrason jeli uygulayın. Verimli akustik kuplaj sağlamak.

Probu yerinde tutun ve lazer çıktısını sağlayan ve üç boyutlu görüntülerin görselleştirilmesine izin veren önizleme yazılımını başlatın. Opto akustik görüntülerin kare hızı, lazer darbesi tekrarlama hızına karşılık gelir ve gerçek zamanlı olarak görüntülenir. Bir grafik işleme ünitesinde tomografik rekonstrüksiyon uygulandığında, görselleştirmeyi optimize etmek ve ilgilenilen yapıyı bulmak için probu yavaşça hareket ettirin.

Önizleme yazılımını kullanmaya devam edin ve donanımı hasta üzerinde veri toplama moduna geçirin. İlgilenilen yapıları izlemek için probu görüntülenen bölge etrafında saniyede birkaç milimetre yavaşça hareket ettirin. Veri toplama işlemi tamamlandıktan sonra, lazeri de durduran yazılımı durdurun.

Sağlıklı bir gönüllünün ön kolu soldadır. Beyaz kutu, prob ile görselleştirilen bölgeyi temsil eder. Sağ tarafta, incelenen bölgenin maksimum yoğunluk projeksiyon görüntüleri bulunmaktadır.

Prob önkol üzerinden yavaşça taranırken, tüm tarama pozisyonları için damarların gerçek zamanlı görselleştirilmesi sağlandı. Görüntülerde 800 nanometre ışık ve lazer darbesi tekrarlama oranı 10 hertz kullanıldı. Sağlıklı bir gönüllünün bileği boyunca prob taranarak multispektral görüntüleme yapıldı.

Darbe başına dalga boyu ayarı ile birlikte 50 hertz'lik bir lazer darbe tekrarlama oranı kullanıldı. Kullanılan dalga boyları 30 nanometrelik adımlarla 730 nanometre ile 850 nanometre arasındaydı. Sağ altta, oksijenli hemoglobinin kırmızı, oksijensiz hemoglobinin mavi ve melaninin sarı renkte dağılımını gösteren spektral olarak karıştırılmamış görüntüler bulunur.

Prob bileği tararken absorpsiyondan yalnızca bu bileşenlerin sorumlu olduğu varsayımı altında, bu üç doku kromoforunun dağılımı gerçek zamanlı olarak izlenebilir. Bu film, probun dinamik süreçleri takip etme yeteneğini göstermektedir. Orta parmaktaki dolaşım bir lastik bantla engellendi ve veri toplama sırasında serbest bırakıldı.

Makasın görünümü, lastik bandın çıkarıldığı anı gösterir. Veriler, 900 nanometre dalga boyunda saniyede 10 kare hızında toplandı. El tipi görüntüleme prosedürü çok kısa sürede ustalaşabilir ve diğer klinik görüntüleme modaliteleri karşılaştırılabilir zaman çözünürlüğü ile hacimsel sağlayamadığından, sunulan sistemin doğru teşhis ve tedavi izleme için yeni bir değer kazanacağından eminiz Hareket artefaktları, probu el modunda kullanırken performansı ve görüntü kalitesini hala ciddi şekilde etkileyebilir.

Genel bir kural olarak, hareket hızı saniyede üç milimetreyi geçmemelidir. Multim veri toplama ile birlikte 10 hertz'lik bir lazer tekrarlama hızı kullanılırsa, elbette daha hızlı harekete izin verilir. Yeni bir görüntüleme yaklaşımı ile daha yüksek tekrarlama oranlı bir lazer kullanılırsa, yeni biyolojik keşiflere olanak sağlamayı umuyoruz.

Ayrıca doktorlara birden fazla endikasyonda klinik teşhis için yeni bir araç sunmak istiyoruz. Örneğin, lenfatik sistem, meme lezyonları, artrit ve iltihaplanma ile ilgili kardiyovasküler ve periferik vasküler hastalık bozuklukları.