Ce travail a été soutenu par la Juvenile Diabetes Research Foundation International (subvention 17-2008-1031) et les National Institutes of Health (subvention 1R01DK077903-01A1).

Introduction: La quantification précise de la neuropathie périphérique est important de définir les patients à risque, d&#39;anticiper la dégradation, et d&#39;évaluer de nouvelles thérapies. Les méthodes conventionnelles d&#39;évaluer les déficits neurologiques et l&#39;électrophysiologie et de tests sensoriels quantitatifs quantifie altérations fonctionnelles pour détecter la neuropathie. Cependant, les premiers dégâts semble être de petites fibres et pourtant ces tests avant d&#39;évaluer le dysfonctionnement des fibres grandes et ont une capacité limitée pour démontrer la régénération et la réparation. Les seules techniques qui permettent un examen direct des lésions nerveuses amyéliniques de fibres et de réparation sont une biopsie du nerf sural avec la microscopie électronique et de la peau-biopsie. Toutefois, les deux sont des procédures invasives et nécessitent de longues procédures de laboratoire et l&#39;expertise considérable. Cornée microscopie confocale est une technique non invasive qui permet cliniques en imagerie in vivo des fibres nerveuses cornéennes. HRT III-Rostock module cornéen (MRC) Manuel de l&#39;opération 1. Préparation de la caméra L&#39;étape initiale de l&#39;examen en utilisant THS est la préparation de la pointe objectif. <ol><li> D&#39;abord au niveau du tube objectif de la caméra à balayage laser, réglez la réfraction de 12 dioptries et ensuite ajuster la caméra à la position la plus basse. </li><li> Appliquez une grande homogénéité, sans bulle, chute de petit pois, des Viscotears sur le bout de l&#39;objectif. </li><li> Supprimer un TomoCap de son récipient stérile et montez sur la pointe optique tel que le gel se forme un ménisque entre l&#39;objectif et le bouchon. Poussez aussi loin que possible sur le support. Soyez prudent de ne pas toucher la surface avant du TomoCap lors du montage. <img src="/files/ftp_upload/2194/2194fig1.jpg" alt="Figure 1" /> Figure 1. Préparation de la pointe objectif (en haut) en appliquant un gel viscotear (en bas) Application de la TomoCap. </li><li> Déplacez la caméra à balayage laser aussi loin que possible vers l&#39;arrière sur le support de caméra. </li><li> La surface intérieure et extérieure de la TomoCap apparaissent tous deux comme un reflet laser brillant. La roue plan focal ajustement devrait être ajustée jusqu&#39;à un reflet lumineux est observée, indiquant que la lentille est centrée dans le devant de la casquette. La valeur de la profondeur affichée à l&#39;écran la position accent doit désormais être comprise entre -150 et +150 um um. </li><li> Réinitialiser le réglage de la profondeur à zéro. <img src="/files/ftp_upload/2194/2194fig2.jpg" alt="Figure 2" /> Figure 2. Réglage du plan focal. </li></ol> 2. Préparation du patient Les yeux du sujet sont anesthésiés en utilisant une goutte de chlorhydrate benoxinate 0,4%, et Viscotears est utilisé sur le devant de l&#39;œil pour la lubrification. Le sujet est assis confortablement, avec le menton sur la mentonnière et a demandé à la presse leur front fermement contre la barre le front. <img src="/files/ftp_upload/2194/2194fig3.jpg" alt="Figure 3" /> Figure 3. Préparation du patient 3. Alignement de la caméra Il rend l&#39;examen plus facile si vous demandez au patient de fixer sur la lumière de fixation externe avec l&#39;œil non examiné. La taille compacte de la tête de microscope signifie que l&#39;oeil controlatéral sujet n&#39;est pas obscurci, permettant l&#39;utilisation de cibles à distance. <img src="/files/ftp_upload/2194/2194fig4.jpg" alt="Figure 4" /> Figure 4. Lentilles Objectif du module cornéen. <ol><li> Position de la caméra CCD de telle sorte que son axe optique est perpendiculaire à l&#39;axe optique de la caméra à balayage laser. La caméra doit être sur le côté droit du patient lorsque l&#39;imagerie de l&#39;oeil droit et vice versa. À cette position, vous devriez voir la surface avant de la TomoCap dans le centre de l&#39;image CCD de caméra en direct. </li><li> Déplacez la caméra à balayage laser vers le patient jusqu&#39;à ce que la cornée du patient est à une distance d&#39;environ 5 à 10 mm de la TomoCap, puis déplacer la caméra à balayage laser haut / bas et gauche / droite en utilisant les boutons noirs sur la monture de la caméra jusqu&#39;à ce que le TomoCap est positionné au centre de la cornée du patient. A ce stade, vous pouvez vérifier que la lumière laser rouge est au centre de la cornée et de réglage fin, observer la réflexion du faisceau laser de la cornée, ce qui est visible dans l&#39;image de la caméra CCD. Cette réflexion doit se faire exactement au pôle antérieur de la cornée. <img src="/files/ftp_upload/2194/2194fig5.jpg" alt="Figure 5" /> Figure 5. Alignement du faisceau laser sur le pôle antérieur de la cornée pour capturer des images centrale cornée. </li><li> Demandez au patient d&#39;ouvrir l&#39;oeil de son / sa aussi large que possible. Déplacez la caméra à balayage laser lentement en avant vers le patient jusqu&#39;à ce que les contacts TomoCap du patient cornée. S&#39;il est nécessairepour corriger la position de la caméra à balayage laser, puis déplacez la caméra loin de la première patiente, ne la correction, puis déplacez-le vers l&#39;avant à nouveau contact avec la cornée. <img src="/files/ftp_upload/2194/2194fig6.jpg" alt="Figure 6" /> Figure 6. Démonstration du pont gel mince entre le TomoCap et la cornée. </li><li> Contact minimal entre la caméra et la cornée est suffisante. Dans un ajustement optimal, un pont entre le gel mince TomoCap et la cornée est visible sur l&#39;image CCD de caméra en direct. </li></ol> Si vous appuyez sur la TomoCap ou déplacer la cornée trop près de la caméra alors vous verrez la pression sur la cornée avec un aspect aplati de la cornée par l&#39;intermédiaire de l&#39;image CCD de caméra en direct. Toujours dans les images obtenues une ligne indiquant la pression va apparaître, ne s&#39;appliquent donc pas trop de pression à la cornée. Une fois le contact a été établi, ne pas déplacer la position de la headrestto éviter un glissement de la cornée sur le TomoCap. <img src="/files/ftp_upload/2194/2194fig7.jpg" alt="Figure 7" /> Figure 7 (à gauche) Apparition d&#39;une straie raison de l&#39;application d&#39;une pression excessive sur la cornée par le TomoCap;. (À droite) Une image avec un aspect normal, sans excès de pression. 4. Examinant le patient Après le champ de vision a été sélectionné, le HRT III laser caméra est allumée et la fenêtre d&#39;acquisition d&#39;image apparaît sur l&#39;écran. Utiliser l&#39;image CCD à la position du TomoCap et de la lumière laser sur la cornée du patient. Examen en utilisant le mode sélectionné peut alors être engagée. <img src="/files/ftp_upload/2194/2194fig8.jpg" alt="Figure 8" /> Figure 8. Regarde un mode de sur le moniteur lors de l&#39;acquisition d&#39;images. Le mode d&#39;acquisition Dans le mode de la section, une seule image est acquise et enregistrée chaque fois que vous appuyez sur le commutateur au pied. Nous utilisons ce mode pour capturer des images de la couche cornée entière, y compris la couche de Bowman dans le centre de la cornée. Et puis après la capture d&#39;images en nombre suffisant, on peut essayer les autres modes, y compris la séquence et le volume. <img src="/files/ftp_upload/2194/2194fig9.jpg" alt="Figure 9" /> Figure 9. Affichage avec choix pour les différents modes d&#39;acquisition d&#39;image. Avec la numérisation de séquences, on peut acquérir une séquence de 100 images avec une cadence réglable. Vous pouvez choisir une cadence de 30 images et une image par seconde (fps) et basé sur ce mode, il vous permet d&#39;acquérir un film d&#39;une durée de 3 à 100 secondes. En mode de balayage du volume, la caméra acquiert automatiquement une série de 40 images à consécutives plans focaux. Une profondeur totale de 85 um peuvent être scannées avec le «FOV 400 um&quot; lentille de champ et la distance focale entre deux images consécutives sera d&#39;environ 2,1 um. Après quelques scans du plan focal de la lentille peut être modifiée pour mesurer la profondeur d&#39;une couche de cellules de la cornée par rapport à la surface de la cornée en apportant la couche de cellules épithéliales dans le foyer et puis en cliquant sur le bouton Réinitialiser pour définir la valeur de la profondeur à 0. Pour les besoins de notre présente étude, on obtient des images de la cornée centrale à différentes profondeurs. C&#39;est pourquoi nous ne déplacer la caméra à balayage laser autour de la cornée horizontalement ou verticalement, nous venons de passer d&#39;avant en arrière et de capturer des images de toutes les profondeurs de la couche de Bowman au même point de cornée. La distance entre chaque image est d&#39;environ 1 um; donc si la profondeur de Bowman est de 10 um, nous aurons 10 images. Cependant pour l&#39;analyse finale, nous avons sélectionner les images à une distance d&#39;environ 2-3 um entre eux. Après l&#39;examen est terminé éteignez l&#39;appareil photo en cliquant sur le bouton d&#39;alimentation caméra dans la fenêtre d&#39;acquisition. Faire le patient conscient qu&#39;il ou elle ne doit pas se frotter les yeux de son jusqu&#39;à ce que l&#39;anesthésie locale a disparu. Par précaution, vous pouvez effectuer un examen à la lampe à fente de la cornée du patient après l&#39;examen. Retirez le TomoCap de la caméra et jetez puis nettoyer la lentille de microscope avec un coton-tige imbibé d&#39;eau distillée. 5. Analyse d&#39;un examen a. Sélection des cadres Pour examiner et analyser les examens actuels, le dossier du patient approprié (s) doit être sélectionné dans la fenêtre base de données. La fenêtre de visualisation d&#39;images donne un aperçu des examens cornée existants pour le patient sélectionné. Examens effectués à des jours différents sont stockés dans des onglets séparés visite. Les trois types de scan différents sont représentés par trois différentes icônes dans l&#39;onglet HRT III visite cornée de la fenêtre de visualisation des images de l&#39;Heidelberg Eye Explorer. Pour l&#39;enquête de l&#39;image cornée, double-cliquez sur l&#39;icône image appropriée et le &quot;Show&quot; ouvre la fenêtre suivante: <img src="/files/ftp_upload/2194/2194fig10.jpg" alt="Figure 10" /> Figure 10. Affichage de toutes les images capturées après examen. <img src="/files/ftp_upload/2194/2194fig11.jpg" alt="Figure 11" /> Figure 11. Affichage de l&#39;image sélectionnée avant l&#39;exportation avec une vue caméra CCD d&#39;oeil pour montrer un alignement correct. Pour exporter les images appropriées pour une analyse ultérieure, cliquez sur &quot;Exporter&quot; sur la barre d&#39;outils, puis sélectionnez le dossier dans lequel vous souhaitez enregistrer les images pour. Nous obtenons et capturer des images de toutes les couches de la cornée pour chaque patient, mais comme l&#39;objectif principal de cette recherche est sur la couche de Bowman et les nerfs de la cornée, seules les images de cette couche sera analysée. Nous sélectionnons 5-6 cadres de la couche de Bowman pour chaque sujet à différentes profondeurs de la cornée. <img src="/files/ftp_upload/2194/2194fig12.jpg" alt="Figure 12" /> Figure 12. Affichage de toutes les couches de cornée à partir d&#39;un sujet sain. En moyenne 5-6 cadres de la couche de Bowman dans le centre de la cornée à des profondeurs différentes sont sélectionnées au hasard pour des mesures quantitatives et d&#39;analyse. b. L&#39;analyse des images Pour analyser les images capturées par la couche de Bowman de la cornée centrale avec HRT III, nous utilisons un logiciel spécialisé qui a été développé au sein de notre groupe appelé «CCM Image Analysis Tools v 0.6&quot;. Quatre paramètres principaux pour les nerfs cornéens sont mesurées avec ce logiciel: <ul><li> La densité des fibres nerveuses (DNF) qui est défini comme le nombre de nerfs principaux / châssis. </li><li> Branche de la densité nerveuse (NBD) le nombre de branches principales / châssis. </li><li> Longueur des fibres nerveuses (NFL) qui est la longueur totale de tous les nerfs / châssis. </li><li> Tortuosité des fibres nerveuses (NFT) des principaux nerfs / châssis. </li></ul> Pour ouvrir l&#39;image du CCM, allez sur le fichier&gt; ouvrir. <ul><li> Une fois que l&#39;image est chargée, sa taille et son type est affiché dans la boîte d&#39;information d&#39;image sur le dessus main-côté gauche du panneau de configuration. </li><li> L&#39;échelle par défaut est affichée dans la ligne d&#39;édition de l&#39;information image. Si l&#39;échelle est différente, modifiez le nombre dans la ligne d&#39;édition. </li><li> Pour commencer à analyser l&#39;image, sélectionnez le paramètre que vous voulez mesurer à partir de la boîte métriques dans le haut à droite du panneau de contrôle. </li><li> Dans la boîte de résultat au bas de la page le nombre de DNF, NBD est présenté en nombre réel, la NFL en mm et la tortuosité comme un coefficient de tortuosité (TC). </li><li> Cependant, après l&#39;exportation des résultats vers une feuille Excel, les résultats seront présentés en aucun / mm 2 pour DNF et de NBD et mm / mm 2 pour la NFL. </li><li> A cet effet, après avoir terminé les mesures de cliquer sur des mesures sur Ajouter, puis allez dans Fichier&gt; Enregistrer sous, puis ouvrez les résultats enregistrés avec Excel. </li></ul><img src="/files/ftp_upload/2194/2194fig13.jpg" alt="Figure 13" /> Figure 13. Affichage de l&#39;image de nerfs de la cornée avec le traçage dans l&#39;outil d&#39;analyse en utilisant «l&#39;outil d&#39;analyse d&#39;images CCM». 6. Les résultats représentatifs: Nous avons démontré une augmentation progressive de la dégénérescence des nerfs de la cornée avec une gravité croissante de la neuropathie diabétique 1 et les lésions nerveuses en début de diabète, qui précède la perte des fibres nerveuses intra-épidermique dans les biopsies cutanées 2 avec une stratification de la gravité neuropathique et de réparation suivants du pancréas greffe 3 chez les patients diabétiques. Nous avons également démontré des lésions nerveuses dans la neuropathie idiopathique petites fibres 4 et la maladie de Fabry 5. <img src="/files/ftp_upload/2194/2194fig14.jpg" alt="Figure 14" /> Figure 14. Cornée images de microscopie confocale au THS III de la couche cornée de la Bowman (a) sous réserve de contrôle par rapport à (b) des patients atteints de neuropathie et de lésions nerveuses graves.

<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>

Les figures 4 - 6: Gracieuseté de Heidelberg Ingénierie

Microscopie confocale cornéenne (CCM) est une technique non invasive cliniques qui peuvent être utilisées pour détecter les lésions nerveuses au début et à quantifier petite fibre de pathologie dans les neuropathies périphériques incluant le diabète, la maladie de Fabry et idiopathique neuropathies petites fibres (ISFN). L&#39;impact immédiat clinique de cette technique représente un énorme bond en avant en termes de notre capacité à diagnostiquer, à suivre la progression et évaluer la réponse thérape...

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		<th>Type</th>
		<th>Company</th>
		<th>Catalogue Number</th>
		<th>Comment</th>
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		</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 quantification précise de la neuropathie périphérique est important de définir les patients à risque, d&#39;anticiper la dégradation, et d&#39;évaluer de nouvelles thérapies. Les méthodes conventionnelles d&#39;évaluer les déficits neurologiques et l&#39;électrophysiologie et de tests sensoriels quantitatifs quantifie altérations fonctionnelles pour détecter la neuropathie. Cependant, les premiers dégâts semble être de petites fibres et pourtant ces tests avant d&#39;évaluer le dysfonctionnement des fibres grandes et ont une capacité limitée pour démontrer la régénération et la réparation. Les seules techniques qui permettent un examen direct des lésions nerveuses amyéliniques de fibres et de réparation sont une biopsie du nerf sural avec la microscopie électronique et de la peau-biopsie. Toutefois, les deux sont des procédures invasives et nécessitent de longues procédures de laboratoire et l&#39;expertise considérable. Cornée microscopie confocale est une technique non invasive qui permet cliniques en imagerie in vivo des fibres nerveuses cornéennes. Nous avons démontré au début des lésions nerveuses, qui précède la perte des fibres nerveuses intra-épidermique dans les biopsies cutanées avec une stratification de la gravité neuropathique et greffe de pancréas après réparation chez les patients diabétiques. Nous avons également démontré des lésions nerveuses dans la neuropathie idiopathique fibre petites et la maladie de Fabry.

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

Cornée microscopie confocale est une technique non invasive cliniques qui peuvent être utilisés pour quantifier les dommages des fibres C de diagnostiquer et de stratifier les patients avec une gravité croissante neuropathique.

Microscopie confocale cornéenne: A Novel technique non invasive pour quantifier Fibre petites pathologie dans les neuropathies périphériques

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

corneal-confocal-microscopy-novel-non-invasive-technique-to-quantify

Research

JoVE Journal

Medicine

26.3K vues.  University of Manchester. Cornée microscopie confocale est une technique non invasive cliniques qui peuvent être utilisés pour quantifier les dommages des fibres C de diagnostiquer et de stratifier les patients avec une gravité croissante neuropathique.

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

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.

Une technique capsulorhexis Novel utilisant les forces de cisaillement avec cystotome

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

Recherche

Médecine

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.

Une In vivo</emModèle de rongeur> de contraction induite par des blessures et de surveillance non invasive de récupération

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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.

Non-invasive de mesure optique du métabolisme cérébral et hémodynamique chez les nourrissons

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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.

Une approche méthodologique pour les évaluations non invasifs de la fonction vasculaire et de morphologie

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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.

En utilisant une technique de plastification pour effectuer la microscopie confocale de la sclérotique humaine


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.

Mini-Invasive Muscle enrobage (MIME) - une nouvelle Technique expérimentale pour faciliter des donateurs-Cell-Mediated myogenèse

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.

Deuxième génération d’harmoniques signaux dans la sclérotique de lapin comme un outil pour l’évaluation des thérapeutiques tissulaires réticulation (TXL) pour la myopie

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.

Évaluation non invasif de la fonction musculaire de dorsifléchisseurs chez la souris

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.

Une nouvelle méthode non invasive pour la détection des pressions intra-compartimentales élevées de la jambe

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.

Caractérisation d’une nouvelle technique de culture rétinienne organotypique humaine

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