Este trabajo fue financiado por la Juvenile Diabetes Research International Foundation (subvención 17-2008-1031) y los Institutos Nacionales de Salud (subvención 1R01DK077903-01A1).

Introducción: La cuantificación precisa de la neuropatía periférica es importante para definir a los pacientes de riesgo, anticipar el deterioro, y evaluar nuevas terapias. Los métodos convencionales de evaluar los déficit neurológicos y electrofisiología y pruebas sensoriales cuantitativas cuantifica las alteraciones funcionales para detectar la neuropatía. Sin embargo, los primeros daños parece ser la de las pequeñas fibras y, sin embargo estas pruebas principalmente evaluar la disfunción de fibras grandes y tienen una capacidad limitada para demostrar la regeneración y reparación. Las únicas técnicas que permiten un examen directo del daño de fibras nerviosas amielínicas y reparación biopsia del nervio sural con el microscopio electrónico y la biopsia de la piel-punch. Sin embargo, ambos son procedimientos invasivos y requieren largos procedimientos de laboratorio y una considerable experiencia. La microscopía confocal de córnea es una técnica clínica no invasiva que ofrece imágenes en vivo de las fibras nerviosas corneales. HRT III-Módulo Rostock corneal (RCM) Manual de Operación 1. Preparación de la cámara El paso inicial en el examen de uso de la TRH es la preparación de la punta del lente del objetivo. <ol><li> Por primera vez en el tubo de objetivo de la cámara de barrido láser, establezca la refracción de 12 dioptrías y luego ajustar la cámara a la posición más baja. </li><li> Aplique una gran burbuja homogéneo, libre, la caída de tamaño de un guisante, de Viscotears en la punta de la lente. </li><li> Eliminar un TomoCap de su envase estéril y montarlo sobre la punta de la lente de modo que el gel forma un menisco entre el objetivo y la tapa. Empújelo tanto como sea posible sobre el titular. Tenga cuidado de no tocar la superficie frontal de TomoCap durante el montaje. <img src="/files/ftp_upload/2194/2194fig1.jpg" alt="Figura 1" /> Figura 1. Preparación de la punta del lente objetivo (arriba) la aplicación de viscotear gel (abajo) La aplicación de la TomoCap. </li><li> Mueva la cámara de barrido láser en la medida de lo posible hacia atrás en la montura de la cámara. </li><li> La superficie interior y exterior de la TomoCap ambos aparecen como un reflejo de láser brillante. La rueda de ajuste plano focal debe ser ajustada hasta que un reflejo luminoso que se observa, lo que indica que el objetivo está enfocado en la parte frontal de la tapa. El valor de la profundidad se muestra en la pantalla la posición de enfoque ahora debe estar entre -150 my 150 m. </li><li> Restablecer la configuración de profundidad a cero. <img src="/files/ftp_upload/2194/2194fig2.jpg" alt="Figura 2" /> Figura 2. Ajuste del plano focal. </li></ol> 2. Preparación del paciente Los ojos del sujeto están anestesiados utilizando una caída de 0,4% de hidrocloruro de benoxinato y Viscotears se utiliza en la parte frontal del ojo para la lubricación. El sujeto está sentado cómodamente, con la barbilla en la mentonera y pidió a la prensa su frente con firmeza contra la barra de la frente. <img src="/files/ftp_upload/2194/2194fig3.jpg" alt="Figura 3" /> Figura 3. Preparación del paciente 3. La alineación de la cámara Esto hace que el examen más fácil si usted instruir al paciente para fijar en la luz de fijación externa con el ojo ni está siendo examinada. El tamaño compacto de la cabeza del microscopio significa que el ojo contralateral del sujeto no se oculta, lo que permite el uso de objetivos de distancia. <img src="/files/ftp_upload/2194/2194fig4.jpg" alt="Figura 4" /> Figura 4. Lente objetivo del módulo de la córnea. <ol><li> Posición de la cámara CCD de tal manera que su eje óptico es perpendicular al eje óptico de la cámara de barrido láser. La cámara debe estar en el lado derecho del paciente cuando la imagen del ojo derecho y viceversa. En esta posición, debería ver la superficie frontal de la TomoCap en el centro de la imagen de la cámara CCD en vivo. </li><li> Mueva la cámara de barrido láser hacia el paciente hasta que la córnea del paciente está a una distancia de unos 5 a 10 mm de la TomoCap, luego mueva la cámara de barrido láser hacia arriba / abajo y derecha / izquierda con los mandos de negro en la montura de la cámara hasta que el TomoCap se coloca en el centro de la córnea del paciente. En esta etapa se puede comprobar que la luz del láser rojo está en el centro de la córnea y el ajuste fino, observar el reflejo del rayo láser de la córnea, que es visible en la imagen de la cámara CCD. Esta reflexión debe ocurrir exactamente en el polo anterior de la córnea. <img src="/files/ftp_upload/2194/2194fig5.jpg" alt="Figura 5" /> Figura 5. Alineación del haz de láser en el polo anterior de la córnea para capturar las imágenes centrales de córnea. </li><li> Pedir al paciente que abra los ojos de su / su lo más amplia posible. Mueva la cámara de barrido láser lentamente hacia adelante hacia el paciente hasta que los contactos TomoCap la córnea del paciente. Si es necesariopara corregir la posición de la cámara de barrido láser, luego mueva la cámara lejos de la paciente en primer lugar, hacer la corrección, entonces avanzar de nuevo en contacto con la córnea. <img src="/files/ftp_upload/2194/2194fig6.jpg" alt="Figura 6" /> Figura 6. Demostración del puente entre la delgada capa de gel TomoCap y la córnea. </li><li> Un contacto mínimo entre la cámara y la córnea es suficiente. En un ajuste óptimo, un puente entre la delgada capa de gel TomoCap y la córnea se ve en la imagen de la cámara CCD en vivo. </li></ol> Si pulsa el TomoCap o mover la córnea demasiado cerca de la cámara, entonces usted verá la presión sobre la córnea con un aspecto aplanado en la córnea a través de la imagen de la cámara CCD en vivo. También en las imágenes obtenidas de una línea que muestra la presión aparecerá, por tanto, no ejerza demasiada presión en la córnea. Una vez que se ha establecido contacto, no se mueva la posición de la headrestto evitar el deslizamiento de la córnea en el TomoCap. <img src="/files/ftp_upload/2194/2194fig7.jpg" alt="Figura 7" /> Figura 7 (izquierda) Aparición de una straie debido a la aplicación de un exceso de presión en la córnea por el TomoCap;. (Derecha) Una imagen con apariencia normal, sin exceso de presión. 4. Examinar al paciente Después de que el campo de visión ha sido seleccionado, el HRT III cámara láser se enciende y la ventana de adquisición de la imagen aparece en la pantalla. Usar la imagen CCD a la posición de la TomoCap y la luz láser sobre la córnea del paciente. Examen utilizando el modo seleccionado entonces se puede comenzar. <img src="/files/ftp_upload/2194/2194fig8.jpg" alt="Figura 8" /> Figura 8. Modalidad de visualización en el monitor durante la adquisición de las imágenes. El modo de adquisición En el modo de sección, una única imagen que se adquiere y almacena cada vez que se pulsa el interruptor de pie. Utilizamos este modo para capturar imágenes de toda la capa corneal, incluyendo la capa de Bowman en el centro de la córnea. Y luego después de la captura de un número suficiente de imágenes, se puede tratar a los otros modos como la secuencia y el volumen. <img src="/files/ftp_upload/2194/2194fig9.jpg" alt="Figura 9" /> Figura 9. Display con la elección de los diferentes modos de adquisición de imágenes. Con el análisis de secuencias, se puede adquirir una secuencia de hasta 100 imágenes con una velocidad de fotogramas ajustable. Usted puede elegir una velocidad de 30 cuadros y un cuadro por segundo (fps) y sobre la base de esta modalidad que le permite adquirir una película con una duración de 3 a 100 segundos. En el modo de escaneo de volumen, la cámara adquiere una serie de 40 imágenes consecutivas en los planos focales. La profundidad total de 85 micras se pueden escanear con el &quot;campo de visión 400 micras&quot; lente de campo y la distancia focal entre dos imágenes consecutivas será de aproximadamente 2,1 micras. Después de las exploraciones de unos pocos el plano de enfoque de la lente se puede modificar para medir la profundidad de una capa de células corneales en relación con la superficie de la córnea por lo que el capa de células epiteliales en el enfoque y luego haciendo clic en el botón de reinicio para establecer el valor de la profundidad a 0. A los efectos del presente estudio, se obtiene imágenes de la córnea central a diferentes profundidades. Por lo tanto, no mover la cámara de barrido láser alrededor de la córnea en horizontal o vertical, apenas nos movemos hacia atrás y hacia adelante y captura de imágenes de todas las profundidades de la capa de Bowman en el punto de la córnea mismo. La distancia entre cada imagen es de aproximadamente 1 micra, por lo tanto, si la profundidad de Bowman es de 10 micras, que contará con 10 imágenes. Sin embargo, para el análisis final, podemos seleccionar las imágenes con una distancia de aproximadamente 3.2 m entre ellos. Después de completar el examen apague la cámara, haga clic en el botón de encendido de la cámara en la ventana de adquisición. Hacer que el paciente sea consciente de que él o ella no debe frotar sus ojos hasta que la anestesia local ha desaparecido. Como medida de precaución, es posible que desee llevar a cabo un examen con lámpara de hendidura de la córnea del paciente después del examen. Retire la TomoCap de la cámara y disponer y luego limpiar la lente de un microscopio con un hisopo de algodón humedecido con agua destilada. 5. El análisis de un examen a. Selección de los marcos Para revisar y analizar los exámenes actuales, la historia clínica correspondiente (s) se debe seleccionar en la ventana de base de datos. La ventana de visualización de imágenes proporciona una visión general de los exámenes de córnea existentes para el paciente seleccionado. Los exámenes realizados en días diferentes se almacenan en las fichas visita independiente. Los tres tipos diferentes de análisis están representados por tres diferentes iconos de la ficha HRT III visita córnea de la ventana de visualización de imágenes de la Heidelberg ojos Explorer. Para estudiar la imagen de la córnea, haga doble clic en el icono de imagen adecuada y el &quot;Show&quot; la función se abre la siguiente ventana: <img src="/files/ftp_upload/2194/2194fig10.jpg" alt="Figura 10" /> Figura 10. Visualización de todas las imágenes capturadas después de un examen. <img src="/files/ftp_upload/2194/2194fig11.jpg" alt="Figura 11" /> Figura 11. Visualización de la imagen seleccionada antes de la exportación con vista de la cámara CCD del ojo para mostrar la alineación correcta. Para exportar las imágenes adecuadas para su posterior análisis, haga clic en &quot;Exportar&quot; en la barra de herramientas y luego seleccione la carpeta que desea guardar las imágenes. Se obtiene y la captura de imágenes de todas las capas de la córnea de cada paciente, pero como el foco principal de esta investigación se encuentra en la membrana de Bowman y los nervios de la córnea, sólo las imágenes de esta capa se analizarán. Seleccionamos a 06.05 fotogramas de la capa de Bowman para cada sujeto a diferentes profundidades de la córnea. <img src="/files/ftp_upload/2194/2194fig12.jpg" alt="Figura 12" /> Figura 12. Visualización de todas las capas de la córnea de un sujeto sano. En promedio, 6.5 fotogramas de la capa de Bowman en el centro de la córnea a diferentes profundidades son seleccionados al azar para las mediciones y análisis cuantitativos. b. El análisis de imágenes Para el análisis de las imágenes capturadas a partir de la membrana de Bowman de la córnea central con HRT III, que usamos un software especializado que se ha desarrollado dentro de nuestro grupo denominado &quot;Herramientas de análisis de imagen CCM v 0.6&quot;. Cuatro parámetros principales de nervios de la córnea se miden con este software: <ul><li> Densidad de las fibras nerviosas (DFN), que se define como el número de los nervios principales / marco. </li><li> Rama del nervio densidad (NBD) el número de ramas principales / marco. </li><li> La longitud de las fibras nerviosas (NFL), que es la longitud total de todos los nervios / marco. </li><li> Tortuosidad de fibra nerviosa (NFT) de los nervios principales / marco. </li></ul> Para abrir la imagen CCM, ir al archivo&gt; abrir. <ul><li> Una vez que se carga la imagen, su tamaño y el tipo se muestra en el cuadro de Información de la imagen en la parte superior izquierda del lado del panel de control. </li><li> La escala predeterminada se muestra en la línea de edición de la Información de la imagen. Si la escala es diferente, modifique el número en la línea de edición. </li><li> Para comenzar a analizar la imagen, seleccionar el parámetro que desea medir el cuadro de métrica en la parte superior del lado derecho del panel de control. </li><li> En el cuadro de resultado en la parte inferior de la página el número de Terranova, NBD se presenta en el número real, de la NFL en mm y la tortuosidad de un coeficiente de tortuosidad (TC). </li><li> Sin embargo, después de exportar los resultados a una hoja de Excel, los resultados serán presentados en no / mm 2 para NFD y NBD y mm / mm 2 para la NFL. </li><li> Para este propósito después de terminar las mediciones, haga clic en Agregar mediciones, y luego ir a Archivo&gt; Guardar como y abra los resultados guardan con Excel. </li></ul><img src="/files/ftp_upload/2194/2194fig13.jpg" alt="Figura 13" /> Figura 13. Visualización de la imagen del nervio corneal con el rastreo en la herramienta de análisis de uso de &quot;Imagen CCM herramienta de análisis&quot;. 6. Los resultados representativos: Hemos demostrado un progresivo aumento en la degeneración del nervio corneal con la mayor gravedad de la neuropatía diabética y un daño a los nervios a principios de la diabetes, que precede a la pérdida de fibras nerviosas intraepidérmica en biopsias de piel 2 junto con la estratificación de la gravedad neuropático y la reparación de Trasplante de páncreas después de 3 en pacientes diabéticos. También hemos demostrado el daño nervioso en la neuropatía idiopática pequeña fibra 4 y 5 la enfermedad de Fabry. <img src="/files/ftp_upload/2194/2194fig14.jpg" alt="Figura 14" /> Figura 14. Córnea imágenes de microscopía confocal con la TRH III de la capa de la córnea de Bowman (a) sujetos de control en comparación con (b) los pacientes con neuropatía y daño nervioso severo.

<ol>
	<li>Abbott, C. A., Kallinikos, P., Marshall, A., Finnigan, J., Morgan, P., Efron, N., Boulton, A. J. M., Malik, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Corneal+Confocal+Microscopy:+A+Novel+Non-invasive+Test+to+Diagnose+and+Assess+Progression+of+Human+Diabetic+Neuropathy.">Corneal Confocal Microscopy: A Novel Non-invasive Test to Diagnose and Assess Progression of Human Diabetic Neuropathy.</a> Diabetes Care. 33, 1792-1797 (2010).</li><li>Quattrini, C., Tavakoli, M., Jeziorska, M., Kallinikos, P., Tesfaye, S., Marshall, A., Finnigan, J., Boulton, A. J. M., Efron, N., Malik, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Surrogate+Markers+of+Small+Fiber+Damage+in+Human+Diabetic+Neuropathy.">Surrogate Markers of Small Fiber Damage in Human Diabetic Neuropathy.</a> Diabetes. 56, 2148-2154 (2007).</li><li>Mehra, S., Tavakoli, M., Efron, N., Boulton, A. J. M., Augustine, T., Malik, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Corneal+Confocal+Microscopy+Detects+Early+Nerve+Regeneration+After+Pancreas+Transplantation+in+Patients+with+Type+1+Diabetes.">Corneal Confocal Microscopy Detects Early Nerve Regeneration After Pancreas Transplantation in Patients with Type 1 Diabetes.</a> Diabetes Care. 30, 2608-2612 (2007).</li><li>Tavakoli, M., Marshall, A., Pitceathly, R., Fadavi, H., Gow, D., Roberts, M. E., Efron, N., Boulton, A. J. M., Malik, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Corneal+confocal+microscopy:+A+novel+means+to+detect+nerve+fibre+damage+in+patients+with+impaired+glucose+tolerance+and+idiopathic+small+fibre+neuropathy.">Corneal confocal microscopy: A novel means to detect nerve fibre damage in patients with impaired glucose tolerance and idiopathic small fibre neuropathy.</a> Experimental Neurology. 223, 245-250 (2010).</li><li>Tavakoli, M., Marshall, A., Thompson, L., Kenny, M., Waldek, S., Efron, N., Malik, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Corneal+confocal+microscopy:+A+novel+technique+to+detect+small-fibre+neuropathy+in+patients+with+Fabry+disease.">Corneal confocal microscopy: A novel technique to detect small-fibre neuropathy in patients with Fabry disease.</a> Muscle &#38; Nerve. 40, 976-984 (2009).</li></ol>

Las figuras 4 - 6: Cortesía de Heidelberg Engineering

Microscopía confocal la córnea (CCM) es una técnica no invasiva clínico que puede ser utilizado para detectar daños en los nervios principios y cuantificar pequeñas de fibra de patología en las neuropatías periféricas, como la diabetes, la enfermedad de Fabry y la idiopática neuropatías de fibras pequeñas (ISFN). El impacto inmediato clínica de esta técnica representa un enorme salto adelante en términos de nuestra capacidad para diagnosticar, para seguir el progreso y evaluar la respuesta terapéutica en...

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		<tr>
		<th>Material Name</th>
		<th>Type</th>
		<th>Company</th>
		<th>Catalogue Number</th>
		<th>Comment</th>
		</tr>
		</thead>
		<tbody>
		
<tr>
<td>HRT III CCM Machine - The Rostock Cornea Module</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<td> Heidelberg Engineering</td>
</tr>
<tr>
<td>CCM image analysis software v0.6 </td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>University of Manchester</td>
</tr>		</tbody>
		</table>
		</div>

corneal confocal microscopy: a novel non-invasive technique to quantify small fibre pathology in peripheral neuropathies

La cuantificación precisa de la neuropatía periférica es importante para definir a los pacientes de riesgo, anticipar el deterioro, y evaluar nuevas terapias. Los métodos convencionales de evaluar los déficit neurológicos y electrofisiología y pruebas sensoriales cuantitativas cuantifica las alteraciones funcionales para detectar la neuropatía. Sin embargo, los primeros daños parece ser la de las pequeñas fibras y, sin embargo estas pruebas principalmente evaluar la disfunción de fibras grandes y tienen una capacidad limitada para demostrar la regeneración y reparación. Las únicas técnicas que permiten un examen directo del daño de fibras nerviosas amielínicas y reparación biopsia del nervio sural con el microscopio electrónico y la biopsia de la piel-punch. Sin embargo, ambos son procedimientos invasivos y requieren largos procedimientos de laboratorio y una considerable experiencia. La microscopía confocal de córnea es una técnica clínica no invasiva que ofrece imágenes en vivo de las fibras nerviosas corneales. Hemos demostrado el daño nervioso temprano, que precede a la pérdida de fibras nerviosas intraepidérmica en biopsias de piel junto con la estratificación de la gravedad neuropático y el trasplante de páncreas después de la reparación de los pacientes diabéticos. También hemos demostrado el daño nervioso en la neuropatía idiopática pequeña fibra y la enfermedad de Fabry.

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Corneal Confocal Microscopy: A Novel Non-invasive Technique to Quantify Small Fibre Pathology in Peripheral Neuropathies

La microscopía confocal de córnea es una técnica clínica no invasiva que puede ser utilizado para cuantificar los daños fibras C para diagnosticar y estratificar a los pacientes con mayor gravedad neuropático.

Microscopía Confocal de córnea: A Novel una técnica no invasiva para cuantificar pequeñas de fibra de Patología en neuropatías periféricas

The accurate quantification of peripheral neuropathy is important to define at risk patients, anticipate deterioration, and assess new therapies. ...

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Research

JoVE Journal

Medicine

26.3K vistas.  University of Manchester. La microscopía confocal de córnea es una técnica clínica no invasiva que puede ser utilizado para cuantificar los daños fibras C para diagnosticar y estratificar a los pacientes con mayor gravedad neuropático.

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A Novel Capsulorhexis Technique Using Shearing Forces with Cystotome

Purpose:
To demonstrate a capsulorhexis technique using predominantly shearing forces with a cystotome on a virtual reality simulator and on a human eye.
Method:
Our technique involves creating the initial anterior capsular tear with a cystotome to raise a flap. The flap left unfolded on the lens surface. The cystotome tip is tilted horizontally and is engaged on the flap near the leading edge of the tear. The cystotome is moved in a circular fashion to direct the vector forces. The loose flap is constantly swept towards the centre so that it does not obscure the view on the tearing edge.
Results:
Our technique has the advantage of reducing corneal wound distortion and subsequent anterior chamber collapse. The capsulorhexis flap is moved away from the tear leading edge allowing better visualisation of the direction of tear. This technique offers superior control of the capsulorhexis by allowing the surgeon to change the direction of the tear to achieve the desired capsulorhexis size.
Conclusions:
The EYESI Surgical Simulator is a realistic training platform for surgeons to practice complex capsulorhexis techniques. The shearing forces technique is a suitable alternative and in some cases a far better technique in achieving the desired capsulorhexis.

This video demonstrates a novel capsulorhexis technique in modern cataract surgery. Capsulorhexis is the most difficult and important part of phacoemulsification surgery.

Una técnica de capsulorrexis novela usando las fuerzas de cizallamiento con cistítomo

Purpose:
To demonstrate a capsulorhexis technique using predominantly shearing forces with a cystotome on a virtual reality simulator and on a human eye....

Investigación

Medicina

An in vivo Rodent Model of Contraction-induced Injury and Non-invasive Monitoring of Recovery

Muscle strains are one of the most common complaints treated by physicians. A muscle injury is typically diagnosed from the patient history and physical exam alone, however the clinical presentation can vary greatly depending on the extent of injury, the patient's pain tolerance, etc. In patients with muscle injury or muscle disease, assessment of muscle damage is typically limited to clinical signs, such as tenderness, strength, range of motion, and more recently, imaging studies. Biological markers, such as serum creatine kinase levels, are typically elevated with muscle injury, but their levels do not always correlate with the loss of force production. This is even true of histological findings from animals, which provide a "direct measure" of damage, but do not account for all the loss of function. Some have argued that the most comprehensive measure of the overall health of the muscle in contractile force. Because muscle injury is a random event that occurs under a variety of biomechanical conditions, it is difficult to study. Here, we describe an in vivo animal model to measure torque and to produce a reliable muscle injury. We also describe our model for measurement of force from an isolated muscle in situ. Furthermore, we describe our small animal MRI procedure.

An in vivo Rodent Model of Contraction-induced Injury and Non-invasive Monitoring of Recovery

An in vivo animal model of injury is described. The method takes advantage of the subcutaneous position of the fibular nerve. Velocity, timing of muscle activation, and arc of motion are all pre-determined and synchronized using commercial software. Post injury changes are monitored in vivo using MR imaging/spectroscopy.

Un In vivo Modelo de roedores de la contracción inducida por la lesión y la monitorización no invasiva de la recuperación

Muscle strains are one of the most  common complaints treated by physicians. A muscle injury is typically diagnosed from the patient history and  physical ...

Non-invasive Optical Measurement of Cerebral Metabolism and Hemodynamics in Infants

Perinatal brain injury remains a significant cause of infant mortality and morbidity, but there is not yet an effective bedside tool that can accurately screen for brain injury, monitor injury evolution, or assess response to therapy. The energy used by neurons is derived largely from tissue oxidative metabolism, and neural hyperactivity and cell death are reflected by corresponding changes in cerebral oxygen metabolism (CMRO2). Thus, measures of CMRO2 are reflective of neuronal viability and provide critical diagnostic information, making CMRO2 an ideal target for bedside measurement of brain health.
Brain-imaging techniques such as positron emission tomography (PET) and single-photon emission computed tomography (SPECT) yield measures of cerebral glucose and oxygen metabolism, but these techniques require the administration of radionucleotides, so they are used in only the most acute cases.
Continuous-wave near-infrared spectroscopy (CWNIRS) provides non-invasive and non-ionizing radiation measures of hemoglobin oxygen saturation (SO2) as a surrogate for cerebral oxygen consumption. However, SO2 is less than ideal as a surrogate for cerebral oxygen metabolism as it is influenced by both oxygen delivery and consumption. Furthermore, measurements of SO2 are not sensitive enough to detect brain injury hours after the insult 1,2, because oxygen consumption and delivery reach equilibrium after acute transients 3. We investigated the possibility of using more sophisticated NIRS optical methods to quantify cerebral oxygen metabolism at the bedside in healthy and brain-injured newborns. More specifically, we combined the frequency-domain NIRS (FDNIRS) measure of SO2 with the diffuse correlation spectroscopy (DCS) measure of blood flow index (CBFi) to yield an index of CMRO2 (CMRO2i) 4,5.
With the combined FDNIRS/DCS system we are able to quantify cerebral metabolism and hemodynamics. This represents an improvement over CWNIRS for detecting brain health, brain development, and response to therapy in neonates. Moreover, this method adheres to all neonatal intensive care unit (NICU) policies on infection control and institutional policies on laser safety. Future work will seek to integrate the two instruments to reduce acquisition time at the bedside and to implement real-time feedback on data quality to reduce the rate of data rejection.

We combined frequency-domain near-infrared spectroscopy measures of cerebral hemoglobin oxygenation with diffuse correlation spectroscopy measures of cerebral blood flow index to estimate an index of oxygen metabolism. We tested the utility of this measure as a bedside screening tool to evaluate the health and development of the newborn brain.

No invasiva de medición óptica del metabolismo cerebral en lactantes y Hemodinámica

Perinatal brain injury remains a significant cause of infant mortality  and morbidity, but there is not yet an effective bedside tool that can  accurately ...

A Methodological Approach to Non-invasive Assessments of Vascular Function and Morphology

The endothelium is the innermost lining of the vasculature and is involved in the maintenance of vascular homeostasis. Damage to the endothelium may predispose the vessel to atherosclerosis and increase the risk for cardiovascular disease. Assessments of peripheral endothelial function are good indicators of early abnormalities in the vascular wall and correlate well with assessments of coronary endothelial function. The present manuscript details the important methodological steps necessary for the assessment of microvascular endothelial function using laser Doppler imaging with iontophoresis, large vessel endothelial function using flow-mediated dilatation, and carotid atherosclerosis using carotid artery ultrasound. A discussion on the methodological considerations for each of the techniques is also presented, and recommendations are made for future research.

The present article describes the methodological considerations for several non-invasive assessments of vascular function and morphology that are commonly used in medical research to assess different stages of atherosclerosis.

Un enfoque metodológico para las evaluaciones no invasivas de la función vascular y Morfología

The endothelium is the innermost lining of the vasculature and is involved in the maintenance of vascular homeostasis.  Damage to the endothelium may ...

Using a Laminating Technique to Perform Confocal Microscopy of the Human Sclera

The sclera is a dense connective tissue that covers and protects the eye. It mainly consists of dense collagen bundles (types I, III, IV, V, VI, and VII). Due to its autofluorescence, opaqueness, and thickness, it has not been found suitable for confocal microscopy. An alternative approach to the one presented here, which uses formalin-fixed sclera embedded in paraffin for immunohistochemistry, has technical challenges, especially when preheating the tissue for antigen retrieval. Since the sclera is relatively poor in both cells and vessels, the use of larger tissue samples was explored to help prevent overlooking cells and to understand their localization in relation to vessels and other anatomical sites. To allow for the analysis of larger tissue samples under the confocal microscope, a laminating technique was performed to create thin layers from the sclera. Following the analysis of results of CD31 blood vessels and lymphatic vessel endothelial hyaluronan receptor 1 (LYVE1) positive cells, for which approval for scientific examination was obtained, the advantages and limitations of this method are discussed.

Human sclera tissue is mainly collagen; therefore, it is not easily usable for immunohistochemistry. To achieve the goal of performing immunohistochemistry for confocal microscopy of scleral tissue, a laminating technique was used.

Usando una técnica de laminación para realizar la microscopía confocal de la esclerótica humana


The sclera is a dense connective tissue that covers and protects the eye. It mainly consists of dense collagen bundles (types I, III, IV, V, VI, and ...

Minimally Invasive Muscle Embedding (MIME) - A Novel Experimental Technique to Facilitate Donor-Cell-Mediated Myogenesis

Skeletal muscle possesses regenerative capacity due to tissue-resident, muscle-fiber-generating (myogenic) satellite cells (SCs), which can form new muscle fibers under the right conditions. Although SCs can be harvested from muscle tissue and cultured in vitro, the resulting myoblast cells are not very effective in promoting myogenesis when transplanted into host muscle. Surgically exposing the host muscle and grafting segments of donor muscle tissue, or the isolated muscle fibers with their SCs onto host muscle, promotes better myogenesis compared to myoblast transplantation. We have developed a novel technique that we call Minimally Invasive Muscle Embedding (MIME). MIME involves passing a surgical needle through the host muscle, drawing a piece of donor muscle tissue through the needle track, and then leaving the donor tissue embedded in the host muscle so that it may act as a source of SCs for the host muscle. Here we describe in detail the steps involved in performing MIME in an immunodeficient mouse model that expresses a green fluorescent protein (GFP) in all of its cells. Immunodeficiency in the host mouse reduces the risk of immune rejection of the donor tissue, and GFP expression enables easy identification of the host muscle fibers (GFP+) and donor-cell-derived muscle fibers (GFP-). Our pilot data suggest that MIME can be used to implant an extensor digitorum longus (EDL) muscle from a donor mouse into the tibialis anterior (TA) muscle of a host mouse. Our data also suggest that when a myotoxin (barium chloride, BaCl2) is injected into the host muscle after MIME, there is evidence of donor-cell-derived myogenesis in the host muscle, with approximately 5%, 26%, 26% and 43% of the fibers in a single host TA muscle showing no host contribution, minimal host contribution, moderate host contribution, and maximal host contribution, respectively.

Minimally Invasive Muscle Embedding MIME - A Novel Experimental Technique to Facilitate Donor-Cell-Mediated Myogenesis

We describe a novel experimental technique that we call Minimally Invasive Muscle Embedding (MIME), which is based on the evidence that skeletal muscle tissue contains viable myogenic cells that can facilitate donor-cell-mediated myogenesis when implanted into a host muscle.

Mínimamente invasiva músculo incrustación (MIME) - una nueva técnica Experimental para facilitar la miogénesis mediada por células de donantes

Skeletal muscle possesses regenerative capacity due to tissue-resident, muscle-fiber-generating (myogenic) satellite cells (SCs), which can form new ...

Second Harmonic Generation Signals in Rabbit Sclera As a Tool for Evaluation of Therapeutic Tissue Cross-linking (TXL) for Myopia

Methods to strengthen tissue by introducing chemical bonds (non-enzymatic cross-linking) into structural proteins (fibrillar collagens) for therapy include photochemical cross-linking and tissue cross-linking (TXL) methods. Such methods for inducing mechanical tissue property changes are being employed to the cornea in corneal thinning (mechanically weakened) disorders such as keratoconus as well as the sclera in progressive myopia, where thinning and weakening of the posterior sclera occurs and likely contributes to axial elongation. The primary target proteins for such tissue strengthening are fibrillar collagens which constitute the great majority of dry weight proteins in the cornea and sclera. Fortuitously, fibrillar collagens are the main source of second harmonic generation signals in the tissue extracellular space. Therefore, modifications of the collagen proteins, such as those induced through cross-linking therapies, could potentially be detected and quantitated through the use of second harmonic generation microscopy (SHGM). Monitoring SHGM signals through the use of a laser scanning microscopy system coupled with an infrared excitation light source is an exciting modern imaging method that is enjoying widespread usage in the biomedical sciences. Thus, the present study was undertaken in order to evaluate the use of SHGM microscopy as a means to measure induced cross-linking effects in ex vivo rabbit sclera, following an injection of a chemical cross-linking agent into the sub-Tenon&#39;s space (sT), an injection approach that is standard practice for causing ocular anesthesia during ophthalmologic clinical procedures. The chemical cross-linking agent, sodium hydroxymethylglycinate (SMG), is from a class of cosmetic preservatives known as formaldehyde releasing agents (FARs). Scleral changes following reaction with SMG resulted in increases in SHG signals and correlated with shifts in thermal denaturation temperature, a standard method for evaluating induced tissue cross-linking effects.

Second Harmonic Generation Signals in Rabbit Sclera As a Tool for Evaluation of Therapeutic Tissue Cross-linking TXL for Myopia

This protocol describes techniques for evaluating chemical cross-linking of the rabbit sclera using&#160;second harmonic generation imaging and differential scanning calorimetry.

Segunda generación armónica las señales en esclera de conejo como una herramienta para la evaluación del tejido terapéutico Cross-linking (TXL) para la miopía

Methods to strengthen tissue by introducing chemical bonds (non-enzymatic cross-linking) into structural proteins (fibrillar collagens) for therapy ...

Non-invasive Assessment of Dorsiflexor Muscle Function in Mice

Assessment of skeletal muscle contractile function is an important measurement for both clinical and research purposes. Numerous conditions can negatively affect skeletal muscle. This can result in a loss of muscle mass (atrophy) and/or loss of muscle quality (reduced force per unit of muscle mass), both of which are prevalent in chronic disease, muscle-specific disease, immobilization, and aging (sarcopenia). Skeletal muscle function in animals can be evaluated by a range of different tests. All tests have limitations related to the physiological testing environment, and the selection of a specific test often depends on the nature of the experiments. Here, we describe an in vivo, non-invasive technique involving a helpful and easy assessment of force frequency-curve (FFC) in mice that can be performed on the same animal over time. This permits monitoring of disease progression and/or efficacy&#160;of a potential therapeutic treatment.

Measurement of rodent skeletal muscle contractile function is a useful tool that can be used to track disease progression as well as efficacy of therapeutic intervention. We describe here the non-invasive, in vivo assessment of the dorsiflexor muscles that can be repeated over time in the same mouse.

Evaluación no invasiva de la función muscular de los dorsiflexores en ratones

Assessment of skeletal muscle contractile function is an important measurement for both clinical and research purposes. Numerous conditions can negatively ...

A Novel Non-invasive Method for the Detection of Elevated Intra-compartmental Pressures of the Leg

Acute Compartment Syndrome is a devastating consequence of musculoskeletal trauma. Currently the diagnosis is based on clinical signs and symptoms, and while adjuncts such as invasive intra-compartmental pressure measurements are often used to corroborate the physical exam findings, there remains no reliable objective test to aid in the decision to perform a decompressive fasciotomy. In a cadaver model of compartment syndrome, an ultrasound (US) based method has been shown to be a reliable measurement of increased intra-compartmental pressure. An absolute pressure of &#62;100 mbar or a difference of 50 mbar in the CFFP between the legs can be considered pathologic. Using an ultrasound transducer, coupled with a pressure sensor, the pressure needed to flatten the superficial fascia of the anterior compartment of lower legs (Compartment Fascia Flattening Pressure [CFFP]) can be measured. The CFFP of the injured leg is compared to the CFFP of the uninjured leg. This US measured index can then serve as an adjunct to the physical exam in evaluating injured lower extremities and assessing the need for decompressive fasciotomy. The advantages of this protocol include: being a non-invasive method and an easily reproducible technique.

An ultrasound probe coupled with a pressure sensor is used to assess the intra-compartmental pressure of the leg by directly measuring the compartment fascia flattening pressure (CFFP). This non-invasive protocol will provide reliable assessment of the pressure inside the anterior muscular compartment of the lower leg.

Un novedoso método no invasivo para la detección de presiones Intracompartimentales elevadas de la pierna

Acute Compartment Syndrome is a devastating consequence of musculoskeletal trauma. Currently the diagnosis is based on clinical signs and symptoms, and ...

Characterization of a Novel Human Organotypic Retinal Culture Technique

Previous human organotypic retinal culture (HORC) models have utilized detached retinas; however, without the structural support conferred by retinal pigment epithelium-choroid (RPE-choroid) and sclera, the integrity of the fragile retina can easily be compromised. The aim of this study was to develop a novel HORC model that contains the retina, RPE-choroid and sclera to maintain retinal integrity when culturing retinal explants.
After cutting circumferentially along the limbus to remove iris and lens, four deep incisions were made to flatten the eyecup. In contrast to previous HORC protocols, a trephine was used to cut through not only the retina but also the RPE-choroid and sclera. The resultant triple-layered explants were cultured for 72 h. Hematoxylin and Eosin staining (H&#38;E) was used to assess anatomical structures and retinal explants were further characterized by immunohistochemistry (IHC) for apoptosis, M&#252;ller cell integrity and retinal inflammation. To confirm the possibility of disease induction, explants were exposed to high glucose (HG) and pro-inflammatory cytokines (Cyt), to mimic diabetic retinopathy (DR). The Luminex magnetic bead assay was used to measure DR-related cytokines released into the culture medium.
H&#38;E staining revealed distinct retinal lamellae and compact nuclei in retinal explants with the underlying RPE-choroid and sclera, while retinas without the underlying structures exhibited reduced thickness and severe nuclei loss. IHC results indicated absence of apoptosis and retinal inflammation as well as preserved M&#252;ller cell integrity. The Luminex&#160;assays showed significantly increased secretion of DR-associated pro-inflammatory cytokines in retinal explants exposed to HG + Cyt relative to baseline levels at 24 h.
We successfully developed and characterized a novel HORC protocol in which retinal integrity was preserved without apoptosis or retinal inflammation. Moreover, the induced secretion of DR-associated pro-inflammatory biomarkers when exposing retinal explants to HG + Cyt suggests that this model could be used for clinically translatable retinal disease studies.

This study aims to develop a novel human organotypic retinal culture (HORC) model that prevents compromising retinal integrity during explant handling. This is achieved by culturing the retina with the overlying vitreous and the underlying retinal pigment&#160;epithelium-choroid (RPE-choroid) and sclera.

Caracterización de una nueva técnica de cultivo de retina organotípica humana

Previous human organotypic retinal culture (HORC) models have utilized detached retinas; however, without the structural support conferred by retinal ...