Universale Mano libera tridimensionale optoacustica Imaging Probe per Deep Tissue angiografia umana e funzionali studi preclinici in tempo reale

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Bioengineering

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Deán-Ben, X., Fehm, T. F., Razansky, D. Universal Hand-held Three-dimensional Optoacoustic Imaging Probe for Deep Tissue Human Angiography and Functional Preclinical Studies in Real Time. J. Vis. Exp. (93), e51864, doi:10.3791/51864 (2014).

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Abstract

Introduction

Optoacustica (fotoacustico) di imaging attrae un crescente interesse da parte delle comunità di ricerca biologica e medica, come manifestato dal numero sempre crescente di pubblicazioni che comprendono varietà di nuove applicazioni che sfruttano i vantaggi unici offerti dalla tecnologia 1-5. In particolare, la capacità di immagine agenti foto-assorbimento spettrale distintivi ad alta risoluzione spazio-temporale a profondità ben oltre il limite diffusiva della luce apre capacità senza precedenti per l'imaging funzionale e molecolare 6-10.

Infatti, la traduzione della tecnologia optoacustica nella pratica clinica viene con prospettive promettenti in diagnostica e monitoraggio trattamento di molte malattie. Tuttavia, la propagazione limitata di fotoni in dispersione otticamente e tessuti assorbenti e le risposte generalmente deboli associati al fenomeno optoacustica limitare la profondità applicabile del metodo. Come risultato, optoa portatilesonde Coustic sono tentato di parti di immagine accessibili dall'esterno del corpo 11,12 mentre i sistemi endoscopici vengono utilizzati per fornire immagini all'interno del corpo inserendoli tramite orifizi naturali 13. Alcune parti a basso assorbimento del corpo umano, come il seno femminile, sono accessibili anche da scanner tomografici optoacustica 14,15. Di particolare interesse è l'approccio a mano in quanto consente grande versatilità, in modo simile a ecografia. Qui, l'adattamento dei comuni sonde ecografiche di array lineari per l'imaging optoacustica resta difficile, soprattutto a causa delle differenze fondamentali nei requisiti di imaging tomografico tra ultrasuoni e optoacoustics. Mentre frame rate elevati in ecografia di serie sono attivati ​​per sequenziale sistemi che impiegano frequenze di ripetizione degli impulsi ad alta nel range kHz di trasmissione-ricezione, in tempo reale, tridimensionale delle immagini optoacustica si ottiene con la raccolta simultanea di dati tomografici volumetrico da un singolo interrogating impulso laser. Così, immagini optoacustica alta qualità implica acquisizione di dati tridimensionali dal più grande angolo solido possibile intorno all'oggetto fotografato.

Recentemente, abbiamo introdotto la prima sonda optoacustica tenuto in mano per tridimensionale (volumetrico) di imaging in tempo reale 16. Il sistema è basato su una matrice bidimensionale di elementi piezoelettrici 256 disposti su una superficie sferica (punti blu in Figura 1A) che coprono un angolo di 90 °. La dimensione dei singoli elementi di circa 3 x 3 mm 2, così come il loro orientamento e la larghezza di banda di frequenza (circa 2-6 MHz) garantiscono l'incasso efficace segnale da un volume centimetri scala circonda il centro della sfera (cubo nero nella Figura 1A). Eccitazione ottica della regione di imaging è fornito di un fascio di fibre inserito attraverso una cavità cilindrica centrale della matrice, in modo che qualsiasi susc lunghezza d'ondaeptible di essere trasmesso attraverso il fascio di fibre può essere utilizzato per l'imaging. Una immagine reale della matrice di trasduttori con il fascio di fibre ottiche è mostrato nella Figura 1B. L'eccitazione efficiente e rilevazione simultanea di segnali permette l'imaging dei tessuti profondi con eccitazione a colpo singolo (un impulso laser), in modo che le immagini in tempo reale ad una frequenza determinata dalla frequenza di ripetizione degli impulsi del laser è ulteriormente attivata con un Grafica- trasformazione-unità (GPU) l'attuazione della procedura di ricostruzione 17. Un involucro cilindrico con una membrana in polietilene trasparente (Figura 1C) è collegato alla trasduttori per racchiudere un mezzo liquido acusticamente trasmissione (acqua). La membrana è ulteriormente accoppiato al tessuto mediante gel acustica. Un'immagine della sonda optoacustica come utilizzati nella modalità di funzionamento manuale è mostrato nella Figura 1D.

Il thr dimostratoee dimensionale immagini optoacustica a mano in combinazione con il tempo reale capacità di imaging funzionale sono dotati di importanti vantaggi per la diagnostica clinica e una serie di potenziali applicazioni sono immaginato per diverse patologie, come la malattia vascolare periferica, disturbi del sistema linfatico, cancro al seno, lesioni cutanee, infiammazione o artrite 18. Inoltre, la capacità di imaging veloce permette la visualizzazione di eventi biologici dinamici con la sonda disposti in posizione stazionaria. In combinazione con lunghezza d'onda veloce a punto parametrico ottico oscillatore (OPO) tecnologia laser, questo approccio consente in tempo reale di immagini di biodistribuzione di agenti foto-assorbimento. In tal modo, nuove possibilità possono altresì emergere in piccole applicazioni di imaging animale, ad esempio., Nello studiare l'emodinamica del tessuto, in vivo il monitoraggio delle cellule, la visualizzazione di farmacocinetica, la perfusione degli organi, mirato imaging molecolare dei tumori e sistema cardiovascolare, o neuroimaging.

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Protocol

La procedura dettagliata per il funzionamento con la sonda optoacustica volumetrico portatile è descritto di seguito. Questa procedura viene eseguita secondo le norme istituzionali approvate in materia di sperimentazione animale e umana.

1. Sistema di Preparazione

  1. Accendere il laser per un periodo di riscaldamento di circa 15 minuti prima operazione per stabilizzare il fascio luminoso in uscita.
  2. Posizionare la parte di acqua che racchiude con la membrana di separazione che è in contatto con la pelle (figura 1).
    NOTA: La distanza tra la membrana isolante (a contatto con la pelle) e la regione di massima sensibilità del trasduttore (centro del tastatore sferico) stabilisce la profondità effettiva di imaging.
  3. Riempire l'intero volume di circa 100 ml tra la membrana isolante e la superficie del trasduttore con acqua deionizzata per mezzo di una pompa.
  4. Assicurarsi che siano perdite di acqua né bolle d'aria sono Present. In alternativa, evitare bolle d'aria, fornendo ricircolo dell'acqua.
  5. Eseguire gli esperimenti a temperatura ambiente e garantire il mezzo di accoppiamento (acqua) viene mantenuta a questa temperatura.

2. Imaging Preparazione

  1. Preparazione imaging umano.
  2. Rimuovere capelli dalla parte essere-ripreso con una lozione depilazione per evitare uno sfondo indesiderato nelle immagini (questa operazione è opzionale).
  3. Applicare gel per ultrasuoni sulla cute intorno alla regione da acquisire per fornire accoppiamento acustico efficiente. Posizionare la sonda optoacustica nella regione di interesse. Verificare che non vi siano bolle d'aria sono presenti nel gel di accoppiamento ultrasuoni.
  4. Preparazione di immagini di animali.
  5. Verificare che le procedure di cura e sperimentali con gli animali sono in accordo con le norme e regolamenti istituzionali e di governo.
  6. Rimuovere il pelo dell'animale nella regione per essere ripreso con una lozione da barba. Proteggere gli occhi dell'animale conUnguento veterinario, che previene la secchezza e danni da esposizione a intense radiazioni laser pulsato.
  7. Anestetizzare l'animale mediante iniezione intraperitoneale (IP) di ketamina / xilazina (100 mg / kg KG ketamina + 5 mg / kg KG Xilazina) prima dell'esperimento o utilizzare isoflurano (2-3% (in volume) con 0,9 l / min flusso di gas) durante l'esperimento. Conferma anestesia controllando il riflesso dell'arto posteriore dell'animale.
  8. Applicare gel per ultrasuoni sulla cute intorno alla regione da acquisire per fornire accoppiamento acustico efficiente e posizionare la sonda optoacustica nella regione di interesse. Verificare che non vi siano bolle d'aria sono presenti nel gel di accoppiamento ultrasuoni.

Modalità operativa 3. Pre-view

  1. Stabilire la lunghezza d'onda di imaging (s) tra 690 nm e 900 nm e la frequenza di ripetizione degli impulsi tra 10 e 50 Hz. Selezionare i parametri per il sistema di acquisizione dati acustici - 1 MWimpedenza di ingresso. Acquisire 2030 campioni per ogni impulso laser ad una frequenza di campionamento di 40 megacampioni al secondo e 12 bit risoluzione verticale. Attivare l'acquisizione con uscita Q-switch del laser.
  2. Assicurarsi che sia l'operatore che il paziente usa occhiali protettivi adatti alla lunghezza d'onda di eccitazione ottica (s). Impostare la potenza del laser in modo che la fluenza luce alla superficie del tessuto viene mantenuta al di sotto di 20 mJ / cm 2 durante l'esperimento per lunghezze d'onda nel vicino infrarosso per soddisfare i limiti di esposizione di sicurezza per esperimenti umani 19 e prevenire sollecitazioni termiche e danni alla pelle negli animali .
  3. Avviare il software pre-vista con una implementazione di algoritmi di elaborazione delle GPU per consentire la visualizzazione di immagini tridimensionali ad un frame rate corrispondente alla frequenza di ripetizione degli impulsi del laser.
  4. Spostare la sonda e / o l'oggetto da esporre al fine di ottimizzare le prestazioni di visualizzazione e localizzare le strutture di interesse.

4. Acquisizione Dati

  1. L'acquisizione dei dati per la modalità di scansione (a mano).
  2. Se necessario, iniettare un agente di contrasto prima dell'acquisizione di arricchire il contrasto nella regione di interesse.
    NOTA: Nei nostri esperimenti non abbiamo eseguito l'imaging umano con mdc. Tuttavia, vari mezzi di contrasto possono essere potenzialmente utilizzati per questo scopo. Indocianina verde (ICG) è un esempio di mezzo di contrasto ottico clinicamente approvato che può essere utilizzato per migliorare il contrasto a somministrazione della dose massima raccomandata di 2 mg / kg di peso corporeo negli adulti.
  3. Avviare l'hardware di acquisizione dati con i parametri descritti in 3.1 mantenendo l'esecuzione del software di anteprima. Spostare delicatamente la sonda intorno alla regione ripreso per monitorare le strutture di interesse.
    NOTA: Quando le immagini a più lunghezze d'onda laser sono acquisiti contemporaneamente, la velocità di movimento della sonda in modalità manuale deve essere diminuito significativamente (preferibilmente inferiore a 2 mm / secper un laser a impulsi frequenza di ripetizione di 50 Hz) per evitare artefatti da movimento legati nelle immagini spettralmente miscelati.
  4. L'acquisizione dei dati per la modalità fermo.
  5. Montare l'oggetto ripreso (ad es., Animali) e la sonda portatile sul supporto e avviare l'acquisizione dei parametri descritti in 3.1 mantenendo l'esecuzione del software pre-view.
  6. Mantenere la sonda optoacustica e la parte di imaging nella stessa posizione durante l'esperimento di visualizzare eventi biologici dinamici della regione di interesse.
  7. Iniettare un agente di contrasto per monitorare la distribuzione dinamica nella regione di interesse.
    NOTA: Nei nostri esperimenti del mouse, verde indocianina (ICG) è stato utilizzato per migliorare il contrasto. Come regola generale, una quantità di 10 nmol o 0,4 mg / kg di ICG deve essere introdotto nella circolazione del mouse per creare contrasto rilevabile con optoacoustics multi-spettrali in vivo.
    NOTA: Il mezzo di contrasto deve essereapprovato per uso umano e / o animale dal rispettivo ente.

5. Finalizzazione l'esperimento

  1. Arrestare il laser.
  2. Rimuovere la sonda optoacustica dalla regione ripreso. Per lo studio degli animali, interrompere l'erogazione dell'anestesia.
  3. Posizionare l'animale sotto un riscaldatore a raggi infrarossi per tenerlo al caldo ed evitare il contatto con altri animali fino a quando non pienamente recuperato dalla anestesia. Non lasciare l'animale incustodito durante il recupero dall'anestesia.

6. Off-line Data Processing

  1. Caricare il file (s) che contiene i segnali optoacustica acquisite nell'applicazione software utilizzati per l'elaborazione dei dati.
  2. Utilizzare un algoritmo di ricostruzione per ottenere una matrice tridimensionale corrispondente ad una immagine volumetrica dell'assorbimento ottico per ogni fotogramma e ogni lunghezza d'onda.
    NOTA: Per la ricostruzione è preferibile usare un algoritmo che rappresentano fattori di distorsione, come hétérogèneimpianti e delle attenuazione nell'oggetto fotografato, effetti di banda finale e la geometria degli elementi di rilevazione e varianti luce fluenza, al fine di ottenere una rappresentazione più quantitativa della distribuzione dell'energia assorbita.
  3. Utilizzare un algoritmo unmixing di ottenere, a ogni frame multi-lunghezza d'onda, una nuova serie di matrici matrice tridimensionale che rappresenta l'assorbimento ottico per ciascuna sostanza assorbente presente nel campione.
  4. Se necessario, trattare ulteriormente gli array a matrice che rappresenta la distribuzione di assorbimento ottico per facilitare la visualizzazione e la lettura dei parametri biologicamente rilevanti.

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Representative Results

Rappresentante dei risultati, che dimostrano le capacità del sensore portatile volumetrico descritto optoacustica, sono in mostra in questa sezione. In tutti i casi, la fluenza della luce sulla superficie della pelle è stata mantenuta al di sotto del limite di esposizione di sicurezza del 20 mJ / cm 2 19.

Le prestazioni della sonda in tempo reale inseguimento vascolare periferico umano è presentato nella figura 2. Nel corso di questo esperimento, la sonda è stata lentamente scansione lungo la mano di un volontario umano sano ad una singola lunghezza d'onda di 800 nm con il funzionamento del laser a 10 impulsi al secondo 17, in modo che la visualizzazione in tempo reale dei vasi sanguigni per tutte le posizioni di scansione è raggiunto. Il rappresentante sporgenza massima intensità (MIP) delle immagini ricostruite in tutte e tre le direzioni sono visualizzati in figura 2. Visualizzazione in tempo reale durante la misura è attivata con un implementatio GPUn del filtrato algoritmo di retroproiezione 17.

La capacità di imaging multispettrale in tempo reale è presentato in Figura 3. In particolare, le misurazioni sono state eseguite mediante la scansione della sonda lungo il polso di un volontario sano avente vasi sanguigni con diverse dimensioni e livelli di saturazione di ossigeno, oltre che una pigmentazione della pelle ricco di melanina 10. A 50 Hz di ripetizione degli impulsi laser di classe con una capacità di lunghezza d'onda a punto in una base per-impulso è stato impiegato in questo caso. Il laser era sintonizzata più lunghezze d'onda tra 730 e 850 nm con 30 nm (step 5 lunghezze d'onda), corrispondente ad una diminuzione monotona l'assorbimento di melanina, un aumento monotono nell'assorbimento di emoglobina ossigenata e un picco caratteristico nell'assorbimento di deossigenato emoglobina. Acquisizione di un intero set di dati multispettrale richiede solo 100 msec a causa della capacità di rapida messa a punto del laser. Le immagini MIP lungo la profonditàdirezione per 3 diverse lunghezze d'onda, corrispondenti alla stessa posizione della sonda, vengono visualizzati in Figura 3A. Figura 3B mostra rispettivamente la distribuzione non miscelato di emoglobina ossigenata (HbO 2), emoglobina deossigenato (HbR) e melanina in rosso, blu e giallo, , mentre era presume inoltre che l'assorbimento è dovuto esclusivamente a queste tre componenti cromofori. In tal modo, le strutture rosse e blu e figura 3 rappresentano molto probabilmente le arterie e le vene, rispettivamente, mentre la macchia gialla corrisponde alla pigmentazione della pelle. Forte assorbimento della luce da parte della melanina può ridurre la profondità di penetrazione applicabile per questo metodo nelle persone con la pelle scura, anche se ulteriori test è chiaramente necessario per trarre conclusioni quantitative.

La Figura 4 illustra la capacità di immaginare processi dinamici in vivo. Qui, la circolazione nel dito medio è stato obstructed mediante un elastico e rilasciato durante l'acquisizione dei dati 18. Una sequenza di immagini singole lunghezze d'onda è stata acquisita a 10 fotogrammi al secondo come determinato dalla frequenza di ripetizione degli impulsi del laser. Quattro immagini MIP lungo le direzioni laterali e profondità distanziati di 1 sec vengono esposti, in cui la seconda immagine corrisponde l'istante dopo la circolazione è stata ripristinata. La lunghezza d'onda è stata impostata a 900 nm, in modo che l'ampiezza dei segnali optoacustica aumenta sia con il volume del sangue e l'ossigenazione del sangue.

Infine, la Figura 5 dimostra la capacità del sistema predisposto per monitorare le dinamiche di perfusione in una regione tridimensionale di un mouse utilizzando ICG come agente di contrasto 9. Un bambino di otto settimane di età nudo femminile CD-1 del mouse è stato utilizzato per gli esperimenti in vivo. La procedura sperimentale era in accordo con norme e regolamenti governativi istituzionali e bavaresi. Il cervello del sistema vascolare eraripreso posizionando il mouse in una posizione e 2% isoflurano supina con ossigeno puro è stato utilizzato per l'anestesia. Vet unguento è stato utilizzato per proteggere gli occhi del mouse. 10 nmol di ICG diluito in 50 ml di soluzione salina è stato iniettato 5 secondi dopo l'inizio acquisizione dati optoacustica. La lunghezza d'onda del laser è stato sintonizzato 730, 760, 800, 850 e 900 nm su una base per-impulso a una velocità di 50 volte al secondo. Per ciascuna serie di lunghezze d'onda, la distribuzione ICG stato non miscelati assumendo che l'assorbimento ottico è dovuto solo a questo agente nonché le forme ossigenati e deossigenate di emoglobina. Le immagini MIP lungo la direzione della profondità corrispondente alla distribuzione ICG miscelato per 5 istanti diverse sono mostrati in Figura 5A (tempo dopo l'iniezione è anche indicato). Lo spettro di assorbimento di ICG nel plasma è illustrato nella Figura 5B. Questo particolare esperimento dimostra che l'approccio proposto è in grado di applicate contempo neamente rendendo veramente cinque dimensioni (cioè, il tempo-risolta spettralmente arricchita tridimensionale) dati tomografici, che viene successivamente utilizzato per ricostruire e spettralmente unmix la distribuzione di vari cromofori intrinseche e agenti esogeni in tempo reale.

Figura 1
Figura 1: Disposizione della sonda optoacustica tridimensionale portatile (A) nella distribuzione degli elementi piezoelettrici (punti blu) rispetto alla regione di interesse (cubo nero) (B) immagine reale dell'insieme di trasduttori (TA.. ) e fascio di fibre (FB). (C) Acqua racchiude parte. (D) immagine reale della sonda optoacustica come utilizzato nella modalità di funzionamento manuale. .jpg "target =" _ blank "> Clicca qui per vedere una versione più grande di questa figura.

Figura 2
Figura 2: Monitoraggio del sistema vascolare umano periferico immagini di proiezione massima intensità di assorbimento ottico lungo le tre direzioni cartesiane per quattro immagini consecutive.. Qui il laser è stato fatto funzionare a 10 impulsi al secondo con una lunghezza d'onda sempre impostato a 800 nm. Lo schema dei colori in scala di grigi rappresenta l'intensità di H assorbimento ottico nell'oggetto in unità arbitrarie. Clicca qui per vedere una versione più grande di questa figura.

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Figura 3:. A mano imaging specifici cromofori endogeni (A) le immagini di proiezione massima intensità di assorbimento ottico lungo la direzione della profondità per tre diverse lunghezze d'onda corrispondenti ai tre impulsi consecutivi. In questo caso, il laser funziona a 50 impulsi al secondo (la sonda non è stata spostata). (B) immagini spettralmente non miscelati che mostra la distribuzione di emoglobina e melanina ossigenato e non ossigenato. Clicca qui per vedere una versione più grande di questa figura.

Figura 4
Figura 4:. In tempo reale l'imaging del flusso sanguigno immagini di proiezione massima intensità di assorbimento ottico lungo la profondità e ladirezioni laterali corrispondenti a quattro diversi istanti. La circolazione nel dito medio è stato bloccato prima dell'esperimento e rilasciato durante l'esperimento (a 0 sec). Clicca qui per vedere una versione più grande di questa figura.

Figura 5
Figura 5: imaging in tempo reale della distribuzione del mezzo di contrasto ottico nei topi (A) nella distribuzione del mezzo di contrasto ICG (sporgenza massima intensità lungo la direzione di profondità) per quattro diversi istanti dopo l'iniezione dell'agente (a 0 sec).. (B) Spettro Estinzione di ICG nel plasma. Clicca qui per vedere una versione più grande di tla sua figura.

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Discussion

I vantaggi unici offerti dalle tecniche di imaging optoacustica in piccola ricerca su animali hanno creato una forte motivazione per tradurre la tecnologia nella pratica clinica, con un numero di diagnostica e applicazioni di monitoraggio di trattamento immaginati ad es., In seno e il cancro della pelle, infiammazioni o malattie vascolare periferico. Tuttavia, al contrario di topi o animali più piccoli, che possono essere circondati da un numero sufficiente di fonti di illuminazione e di elementi di rilevamento per creare una geometria effettiva acquisizione dell'immagine tomografica, le grandi dimensioni del corpo umano e limitata attuazione ostacolare la penetrazione ottico del corpo intero tomografia optoacustica in modo simile a RM o TC. La sonda di imaging optoacustica presentata a mano è l'ideale per l'imaging umano in quanto ne condivide molti dei vantaggi di ecografia, come l'uso portatile, alta risoluzione, di eccitazione non ionizzanti e la capacità in tempo reale. Tuttavia, la progettazione hardware ottimale e Recoprocedure nstruction per l'imaging optoacustica differire significativamente da quelli comunemente utilizzati negli scanner a ultrasuoni. Ciò è dovuto a differenze fondamentali tra le caratteristiche operative ottimali delle due modalità, come la frequenza di ripetizione degli impulsi, l'ampiezza delle risposte ultrasuoni rilevati, i meccanismi sottolineando segnale di eccitazione e le conseguenti approcci di ricostruzione dell'immagine. In particolare, optoacoustics è di per sé una modalità di imaging tridimensionale completo set di dati tomografici volumetrico dall'oggetto ripreso in linea di principio possono essere generati con un singolo impulso laser interrogare, come è stato dimostrato anche in questo lavoro. Inoltre, un adattamento della sonda di fornire simultaneamente le immagini a ultrasuoni può essere implementato e rimane come un futuro passo nella nostra agenda di ricerca.

Rispetto ad altre modalità di imaging clinico consolidate, come l'imaging a risonanza magnetica (MRI) o x-ray tomografia computerizzata (CT), optoatomografia Coustic non è una metodica di imaging di tutto il corpo, ma può fornire contrasto significativamente più ricco e specifico basato su interrogatori luce dei tessuti. In effetti, endogena contrasto assorbimento ottico non solo fornire ad alta risoluzione morfologia del tessuto, ma rende anche informazioni molecolari funzionali e potenzialmente mirata di grande importanza per il processo decisionale clinico. La capacità di imaging molecolare è ulteriormente fortemente sostenuta dal significativamente maggiore disponibilità di mezzo di contrasto si avvicina di metodi di imaging ottico rispetto a quelli disponibili per gli altri l'imaging modalità La 20,21. Inoltre, l'alta risoluzione temporale dell'approccio optoacustica dimostrato qui, cioè., Frame rate (in tempo reale) immagini tridimensionali, non è generalmente disponibile con altre modalità attualmente in uso clinico o di laboratorio. Infine, l'acquisizione simultanea di dati multi-lunghezza d'onda porta una quinta dimensione supplementare nel tempo reale volumetvisualizzazione ric che permette di eseguire veri tridimensionali osservazioni spettroscopiche di tessuti cromofori e specifici biodistributions bio-marcatori.

Le potenziali applicazioni di un sensore portatile optoacustica tridimensionale non sono limitati a immagini clinica ma può anche rappresentare uno strumento molto importante nella ricerca biologica con modelli animali. Infatti, gli animali più grandi rispetto ai topi non sono generalmente adatti per essere ripreso in un sistema optoacustica tomografica e l'approccio manuale è probabilmente più conveniente. Inoltre, volumetrico (tridimensionale) di imaging di alcune regioni in tempo reale con contrasto ottico e risoluzione ultrasuoni rappresenta un vantaggio unico nello studio della somministrazione di farmaci, modificazioni emodinamiche o farmacocinetica.

In conclusione, ci aspettiamo che la metodologia introdotta per l'imaging optoacustica a mano richiede la traduzione clinica della tecnologia e significativamente avanzare pre-clinica e bricerca iological su molte frontiere pure.

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Materials

Name Company Catalog Number Comments
Optical parametric oscillator (OPO)-based laser Innolas Laser GmbH, Krailling (Germany) custom-made The laser provides laser pulses with a duration around 10 nsec and an energy up to 80 mJ.
The wavelength is tunable between 680-950 nm.
Spherical array of piezocomposite detectors Imasonic SaS, Voray (France) custom-made The array consists of 256 piezoelectric sensors distributed on a spherical surface.
Each element has dimensions 3 x 3 mm2, a central frequency of 4 MHz and a bandwidth of 100%. 
Data acquisition system (DAQ) Falkenstein Mikrosysteme GmbH, Taufkirchen (Germany) custom-made The DAQ simultaneously acquires 256 signals at 40 megasamples per second and 2,030 samples.
The input impedance is 1 MW.
Fiber bundle CeramOptec GmbH, Bonn (Germany) custom-made The bundle consists of 480 individual fibers randomly distributed in the input and output.
The numerical aperture of each individual fiber is 0.22.
Athymic nude mouse Harlan Laboratories (The Netherlands) Athymic nude - Foxn1nu The mouse was 8 weeks old (adult) at the time of the experiment.
The ethical protocol was approved by the Bavarian goverment (number 55.2.1.54-2632-102-11)
Bepanthen cream Bayer AG (Germany) Vet ointment to protect the eyes during anesthesia
Data processing software Matlab (Mathworks, Natick, MA, USA) custom-made The data processing software was devoped at our institute.
It allows reconstruction at each wavelength and multi-wavelength unmixing, as well as further data processing.
Water-enclosing part custom-made This part contains the water that acts as an acoustic coupling medium between skin and transducer elements
Indocyanine green (ICG) PULSION Medical Systems SE ICG-PULSION (active ingredient: indocyanine green dye) is a drug used in cardiac, circulatory and micro-circulatory diagnostics, liver function diagnostics and ophthalmic angiography diagnostics.

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

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Comments

1 Comment

  1. A technological breakthrough.

    Reply
    Posted by: Mayanglambam S.
    April 25, 2016 - 5:06 AM

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