המחברים מבקשים להודות למר סוון מחזיק ומר סטיבן קונלי לסיוע הרב הערך שלהם במחקר זה. עבודה זו מומנה בחלקו על ידי המכון הלאומי לית [מספר גרנט R00CA134920] והריאות האמריקניות אגוד [מספר גרנט RG-194681-N]. NinePoint הרפואי בע&quot;מ חסות עלויות הפרסום הקשורים לכתב היד הזה.

1. מערכת הדמיה לפרטים הטכניים של OFDI כבר תארו בעבר 4-6. OFDI ההיקפי נערך במהירויות הדמיה בין 25 ל 100 מסגרות לשנייה ובין 512 ו2048 פרופילים מעמיקים ציריים לתמונה מעגלית חתך. צנתרי סריקה המותאמת אישית סליל 2.4 Fr (0.8 קוטר מ&quot;מ) השתמשו במחקר זה נועדו לפעול באמצעות הגישה לנמל של bronchoscopes הסטנדרטי. הצנתרים כללו ליבה אופטית פנימית למקד את האור על קיר הסימפונות ונדן חיצוני פשוט לשימוש. הגוף נשאר יציב במהלך צנתר הדמיה תוך הליבה הפנימית הייתה מסובבת בשיעור שבין 25 ל 100 הרץ ותורגם במהירות נסיגה של בין 1.25 ו 5 מ&quot;מ / שנייה. הרזולוציה הצירית של המערכת הייתה 6 מ&quot;מ ברקמות וספקה עומק הנע תמונה של 7.3 מ&quot;מ 4-6. OFDI צנתר מבוסס בוצע במחקר זה כדי לשכפל in vivo bronchoscopic OFDI (Fi1 gure). עם זאת, פרוטוקול זה יכול להיות מיושם גם על הדמיה עם מערכת אופטית עליונת ספסל (איור 3 ו -4). 2. מערכת ההקמה כוללת הדמיה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הפעל מערכת הדמיה </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הגדרת פרמטרים ולהקליט הדמיה (מהירות סיבוב, מהירות נסיגה, שיעור רכישת תמונה, וכו &#39;). למערכת הדמית OFDI שמשה במחקר זה, תמונות התקבלו ב10-50 תמונות בשניות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> צרף קטטר לצומת סיבובית ומכשיר נסיגה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ספין קטטר ולבדוק את איכות תמונה. התאם יישור מערכת ולקזז במידת הצורך. </li></ol> 3. הכנת רקמה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הנח כרית סופגת פנויה על שולחן benchtop ודגימת ריאות סט על משטח. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אם הדמית דגימת vivo לשעבר כירורגית ממטופל, כדי להיות בטוח להתייעץ עם המחלקה לפתולוגיה כדי להבטיח שכל שולי הכריתה (סימפונות, כלי דם, וparenchymal שולים) כבר העריכו, מתועדים, ו / או להסיר על ידי פתיםlogist. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> זהה את דרכי נשימת הסימפונות נכנסו דגימת הכריתה בhilum. הסר את כל ליחה גלויה בתוך נתיב האוויר באמצעות מזרק נשא. במידת צורך, לצרף קטע ארוך יותר של צינורות פלסטיק למזרק נשא ליניקה עמוקה יותר בתוך את דרכי הנשימה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> למשש את פני השטח החיצוני של הדגימה כדי לזהות את הנגע של עניין. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> באמצעות בדיקת מתכת משובחת, זהירות לנווט בעץ הסימפונות עד סמוך לנגע ​​של עניין. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> פתח את נתיב האוויר לאורך הבדיקה עד לנגע ​​עניין גלוי או מוחשי תחת נשימת הרירית. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מוציא בזהירות את כל דם או ליחה מדרך נשימת הרירית גבי נגע עם מוליך הכותנה שקצו. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הנח את הקטטר OFDI לעיל נשימת הרירית ולקבל תמונה על מנת לאשר את הנגע העומד בבסיס דרכי הנשימה והריריות לזיהוי אזור הדמיה באיכות גבוהה של ריבית למתאם היסטולוגיה. </li></ol> 4. רקמת סימון <ol style=";text-align:right;direction:rtl"> &lt;li&gt; בחר את האזור של עניין בדרך הנשימה המבוססת על ממצאי הדמיה קודמות בשלב 3.8. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בחר שתי נקודות על הרקמה לאורך הקו הרצוי של הדמיה. נקודות יכולות להיות מקבילות לכל אחד היבט האורך (איור 2) או היקפי (איור 3) של דרך אוויר, בהתאם לתוצאות רצויות. נקודות בחלל לא יותר מ 1.5 סנטימטר זה מזה, כך שהחלק של רקמה עשויות להתאים בבלוק היסטולוגיה אחד לעיבוד. אם אורך של רקמה&gt; 1.5 סנטימטר נדרש, ואז לפצל את אורך הרקמות לתוך 1.5 סנטימטרים מרובים בדיו אזורים של עניין ארוך כדי ליצור הדמיה מרובה תאמה: זוגות היסטולוגיה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> טבול קנס הטה מחט נשאה פתוחה (25 מד 7/8 &quot;ארוך כלומר) לתוך רקמת סימון צבע (מדעים משולשים ביו רפואי, Durham, NC). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> זהירות לנגב את הדיו עודף מחוץ למחט בגזה, עוזב דיו רקמת סימון רק בתוך המחט משעממת. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לנקב בניצב לרקמות הריריות בדרכי הנשימהנבחר נקודה לאורך הקו של הדמיה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חזור על שלבים 3.3-3.5 לנקודה השנייה בדרך נשימת הרירית. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אם הדיו עובר על פני הרירית מהאתר לנקב, השתמש כותנה הטה מוליך כדי להסיר את הדיו העודף בזהירות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הסר ריר או דם על פני השטח של הרירית דרך הנשימה עם כותנה הטה מוליך, אם קיים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אם נקודתי דיו להציב circumferentially בתוך נתיב אוויר, הוא שימושי להצמיד פתוח בשני הצדדים של דרך הנשימה למשטיחה את הרקמה בתחום ההדמיה (איור 3 א). </li></ol> 5. רקמות הדמיה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הנח את הקטטר OFDI מעל כל סימן דיו ותמונה על מנת להבטיח את הסימנים גלויים על OFDI. סימנים צריכים להופיע כשיבושי מוקד בתוך מבנה רקמות עם גבי חלקיקים מתפזרים מאוד ושבסיס הנחתת אות מהירה, אשר תואמת את חלקיקי הדיו בתוך האתר לנקב (האיור 3b, איור 4 א, ​​4G איור </stronז&gt;). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אם דיו הסימן (הים) אינו גלוי על OFDI, חזור על שלבים 4.3-4.7 לסימנים שאינם נראים לעין. אם סימני דיו גלויים עם OFDI, המשך לשלב 5.3. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הנח המקביל קטטר לשני סימני הדיו על פני הרירית דרך הנשימה כך שאופטיקה קטטר לשכב רקמה מעבר סימן הדיו הראשון (האיור 2b). עיגון הקצה הפרוקסימלי של הצנתר עם אובייקט קל ואבטחת סוף דיסטלי יכול לעזור להפחית את ממצאי תנועה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> המשך באיסוף נסיגת OFDI. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להציג את התמונות על מנת להבטיח נסיגת OFDI שני סימני הדיו גלויים בתחום הדמיה ולבדוק ממצאי תנועה (איור 3 ואיור 4). אם הסימנים אינם גלויים, חזור על שלבים 5.1-5.4. </li></ol> 6. איסוף ועיבוד רקמות <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הנח דיו נקודה ירוקה (משולש מדעים ביו, Durham, NC) ברקמה הרירית דרכי האוויר כדי לכוון את תחילת סריקת ההדמיה, 0.3 סנטימטרים מהדואר סימן דיו שהופיע לראשונה בנסיגת ההדמיה (איור 2 ג). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הסרת רקמה המקיפה את שני כתמי דיו השחורים וסימן דיו ירוק. חתוך רקמה להשתלב קלטת עיבוד היסטולוגיה סטנדרטית. אם חיתוך רקמה טריה הוא קשה, אז הרקמה עשויה להיות קבועה מראש להסרת הרקמות להיסטולוגיה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> רקמת מקום בקלטת היסטולוגיה עיבוד ותיקון בפורמלין 10% לפחות 48 שעות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> רקמת תהליך במעבד רקמות, זמינה דרך כל מחלקת היסטולוגיה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שבץ רקמה בפרפין כך שהחלקים החתוכים יהיו מקבילים לשני כתמי הדיו השחורים על פני דרך הנשימה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש microtome רקמות להתמודד בלוק פרפין עד שאחד סימן דיו גלוי או קטע הרקמה כולה הוא נראה לעין, מה שיבוא קודם. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר שני סימני הדיו השחורים גלויים, לחתוך קטע אחד 5 מיקרומטר עבה ולעלות על גבי זכוכית. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תמשיך לחתוך ולעלות 5 חלקים עבים מיקרומטר כל50 מיקרומטר עד סימני הדיו השחורים כבר לא נראים לעין או קצות הרקמות, מוקדם מבין שתיים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> עקוב סטנדרטי hematoxylin וeosin (H &amp; E) מכתימים פרוטוקולים להכתים ושקופיות coverslip. </li></ol> 7. עיבוד תמונה אם תמונות נרכשו עם סורק benchtop, או טכניקת סריקה אחרת שבו שני כתמי הדיו נראו בתמונה אחת חתך, ואז התמונה יכולה להיות בקורלציה ישירה עם היסטולוגיה מתאימה. אם מערכי נתוני volumetric נרכשו עם קטטר סריקת סליל, את התמונות תצטרכנה להיות מחדש אינטרפולציה, כך שתמונת 2D בודדה חוצה שני סימני הדיו לקורלציה עם היסטולוגיה. ניתן להשיג זאת באמצעות תוכנת עיבוד תמונה אחרת ImageJ או. במקרים מסוימים, ייתכן שלא יהיה הדיו בקלות גלויה ובמקרה כזה יש לבחון סעיפים / מגלשות סמוכים.

<ol>
	<li>Jemal, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cancer+statistics.">Cancer statistics.</a> CA Cancer J. Clin. 57, 43-66 (2007).</li><li>Fujimoto, J. G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optical+biopsy+and+imaging+using+optical+coherence+tomography.">Optical biopsy and imaging using optical coherence tomography.</a> Nat. Med. 1, 970-972 (1995).</li><li>Tearney, G. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+vivo+endoscopic+optical+biopsy+with+optical+coherence+tomography.">In vivo endoscopic optical biopsy with optical coherence tomography.</a> Science. 276, 2037-2039 (1997).</li><li>Yun, S., Tearney, G., de Boer, J., Iftimia, N., Bouma, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High-speed+optical+frequency-domain+imaging.">High-speed optical frequency-domain imaging.</a> Opt. Express. 11, 2953-2963 (2003).</li><li>Yun, S., Tearney, G., de Boer, J., Bouma, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Removing+the+depth-degeneracy+in+optical+frequency+domain+imaging+with+frequency+shifting.">Removing the depth-degeneracy in optical frequency domain imaging with frequency shifting.</a> Opt. Express. 12, 4822-4828 (2004).</li><li>Yun, S. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comprehensive+volumetric+optical+microscopy+in+vivo.">Comprehensive volumetric optical microscopy in vivo.</a> Nat. Med. 12, 1429-1433 (2006).</li><li>Tearney, G. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Three-dimensional+coronary+artery+microscopy+by+intracoronary+optical+frequency+domain+imaging.">Three-dimensional coronary artery microscopy by intracoronary optical frequency domain imaging.</a> JACC Cardiovasc. Imaging. 1, 752-7561 (2008).</li><li>Suter, M. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Image-guided+biopsy+in+the+esophagus+through+comprehensive+optical+frequency+domain+imaging+and+laser+marking:+a+study+in+living+swine.">Image-guided biopsy in the esophagus through comprehensive optical frequency domain imaging and laser marking: a study in living swine.</a> Gastrointest. Endosc. 71, 346-353 (2010).</li><li>Suter, M. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comprehensive+microscopy+of+the+esophagus+in+human+patients+with+optical+frequency+domain+imaging.">Comprehensive microscopy of the esophagus in human patients with optical frequency domain imaging.</a> Gastrointest. Endosc. 68, 745-753 (2008).</li><li>Desjardins, A. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Angle-resolved+optical+coherence+tomography+with+sequential+angular+selectivity+for+speckle+reduction.">Angle-resolved optical coherence tomography with sequential angular selectivity for speckle reduction.</a> Optics express. 15, 6200-6209 (2007).</li><li>Lam, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+vivo+optical+coherence+tomography+imaging+of+preinvasive+bronchial+lesions.">In vivo optical coherence tomography imaging of preinvasive bronchial lesions.</a> Clin. Cancer Res. 14, 2006-2011 (2008).</li><li>Michel, R. G., Kinasewitz, G. T., Fung, K. M., Keddissi, J. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optical+coherence+tomography+as+an+adjunct+to+flexible+bronchoscopy+in+the+diagnosis+of+lung+cancer:+a+pilot+study.">Optical coherence tomography as an adjunct to flexible bronchoscopy in the diagnosis of lung cancer: a pilot study.</a> Chest. 138, 984-988 (2010).</li><li>Williamson, J. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Using+optical+coherence+tomography+to+improve+diagnostic+and+therapeutic+bronchoscopy.">Using optical coherence tomography to improve diagnostic and therapeutic bronchoscopy.</a> Chest. 136, 272-276 (2009).</li><li>Coxson, H. O., Lam, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantitative+assessment+of+the+airway+wall+using+computed+tomography+and+optical+coherence+tomography.">Quantitative assessment of the airway wall using computed tomography and optical coherence tomography.</a> Proc. Am. Thorac. Soc. 6, 439-443 (2009).</li><li>Coxson, H. O., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Airway+wall+thickness+assessed+using+computed+tomography+and+optical+coherence+tomography.">Airway wall thickness assessed using computed tomography and optical coherence tomography.</a> Am. J. Respir. Crit. Care Med. 177, 1201-1206 (2008).</li><li>Hanna, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Two-dimensional+and+3-dimensional+optical+coherence+tomographic+imaging+of+the+airway,+lung,+and+pleura.">Two-dimensional and 3-dimensional optical coherence tomographic imaging of the airway, lung, and pleura.</a> J. Thorac. Cardiovasc. Surg. 129, 615-622 (2005).</li><li>Quirk, B. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+situ+imaging+of+lung+alveoli+with+an+optical+coherence+tomography+needle+probe.">In situ imaging of lung alveoli with an optical coherence tomography needle probe.</a> J. Biomed. Opt. 16, 036009 (2011).</li><li>Su, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Real-time+swept+source+optical+coherence+tomography+imaging+of+the+human+airway+using+a+microelectromechanical+system+endoscope+and+digital+signal+processor.">Real-time swept source optical coherence tomography imaging of the human airway using a microelectromechanical system endoscope and digital signal processor.</a> J. Biomed. Opt. 13, 030506 (2008).</li><li>Suter, M. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Real-time+Comprehensive+Microscopy+Of+The+Pulmonary+Airways:+A+Pilot+Clinical+Study.">Real-time Comprehensive Microscopy Of The Pulmonary Airways: A Pilot Clinical Study.</a> Am. J. Respir. Crit. Care Med. 181, A5159 (2010).</li><li>Tsuboi, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optical+coherence+tomography+in+the+diagnosis+of+bronchial+lesions.">Optical coherence tomography in the diagnosis of bronchial lesions.</a> Lung Cancer. 49, 387-394 (2005).</li><li>Whiteman, S. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optical+coherence+tomography:+real-time+imaging+of+bronchial+airways+microstructure+and+detection+of+inflammatory/neoplastic+morphologic+changes.">Optical coherence tomography: real-time imaging of bronchial airways microstructure and detection of inflammatory/neoplastic morphologic changes.</a> Clin. Cancer Res. 12, 813-818 (2006).</li><li>Xie, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+vivo+three-dimensional+imaging+of+normal+tissue+and+tumors+in+the+rabbit+pleural+cavity+using+endoscopic+swept+source+optical+coherence+tomography+with+thoracoscopic+guidance.">In vivo three-dimensional imaging of normal tissue and tumors in the rabbit pleural cavity using endoscopic swept source optical coherence tomography with thoracoscopic guidance.</a> J. Biomed. Opt. 14, 064045 (2009).</li><li>Yang, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Use+of+optical+coherence+tomography+in+delineating+airways+microstructure:+comparison+of+OCT+images+to+histopathological+sections.">Use of optical coherence tomography in delineating airways microstructure: comparison of OCT images to histopathological sections.</a> Phys. Med. Biol. 49, 1247-1255 (2004).</li><li>Hariri, L. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Volumetric+optical+frequency+domain+imaging+of+pulmonary+pathology+with+precise+correlation+to+histopathology.">Volumetric optical frequency domain imaging of pulmonary pathology with precise correlation to histopathology.</a> CHEST. , (2012).</li><li>Suter, M. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Image-guided+biopsy+in+the+esophagus+through+comprehensive+optical+frequency+domain+imaging+and+laser+marking:+a+study+in+living+swine.">Image-guided biopsy in the esophagus through comprehensive optical frequency domain imaging and laser marking: a study in living swine.</a> Gastrointestinal endoscopy. 71, 346-353 (2010).</li><li>Chen, Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Noninvasive+imaging+of+in+vivo+blood+flow+velocity+using+optical+Doppler+tomography.">Noninvasive imaging of in vivo blood flow velocity using optical Doppler tomography.</a> Optics letters. 22, 1119-1121 (1997).</li><li>Osiac, E., Saftoiu, A., Gheonea, D. I., Mandrila, I., Angelescu, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optical+coherence+tomography+and+Doppler+optical+coherence+tomography+in+the+gastrointestinal+tract.">Optical coherence tomography and Doppler optical coherence tomography in the gastrointestinal tract.</a> World journal of gastroenterology : WJG. 17, 15-20 (2011).</li><li>Yang, V. X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Endoscopic+Doppler+optical+coherence+tomography+in+the+human+GI+tract:+initial+experience.">Endoscopic Doppler optical coherence tomography in the human GI tract: initial experience.</a> Gastrointestinal endoscopy. 61, 879-890 (2005).</li><li>Braaf, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Phase-stabilized+optical+frequency+domain+imaging+at+1-microm+for+the+measurement+of+blood+flow+in+the+human+choroid.">Phase-stabilized optical frequency domain imaging at 1-microm for the measurement of blood flow in the human choroid.</a> Opt. Express. 19, 20886-20903 (2011).</li><li>Oh, W. Y., Vakoc, B. J., Shishkov, M., Tearney, G. J., Bouma, B. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=400+kHz+repetition+rate+wavelength-swept+laser+and+application+to+high-speed+optical+frequency+domain+imaging.">400 kHz repetition rate wavelength-swept laser and application to high-speed optical frequency domain imaging.</a> Opt. Lett. 35, 2919-2921 (2010).</li><li>Gora, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ultra+high-speed+swept+source+OCT+imaging+of+the+anterior+segment+of+human+eye+at+200+kHz+with+adjustable+imaging+range.">Ultra high-speed swept source OCT imaging of the anterior segment of human eye at 200 kHz with adjustable imaging range.</a> Opt. Express. 17, 14880-14894 (2009).</li></ol>

הייצור והגישה חופשיה למאמר זה הוא בחסות NinePoint הרפואי בע&quot;מ

הערכת ממאירויות ריאה מוקדמות יכולה מאוד להיות מאתגרת בשל חוסר סימפטומים וחוסר היכולת לחזות שינויי neoplastic מוקדמים radiologically או bronchoscopically. OFDI מספק ליד רזולוציה היסטולוגית, שטח גדול נוף 3-ממדי של מייקרו רקמות בזמן האמת 2-6. Endobronchial OFDI הודגם בחולים כטכניקה בטוחה שניתן להשתמש בו כדי להשיג נפח מערכי נתונים ברזולוציה גבוהה על מגזרי נשימה ארוכים בדרכי אוויר ריאתי 11-13 (אנימציה). עם זאת, רק ביופסיות קטנות מתקבלות כמו עמיתי histopathological בהגדרת vivo, אשר אינם מספקת קושרת נאותה לOFDI לפיתוח קריטריוני הדמיה לפתולוגיה ריאתית. כדי להעריך באופן מדויק תכונות OFDI ראו בהדמיה ריאתי, זה חיוני כדי להשיג תמונה התאימה במדויק למתאמי היסטולוגיה. אנו מציגים שיטה פשוטה ויעילה למדויקים, אחד לoקורלציה בין ne OFDI והיסטולוגיה להחיל נשימת הדמיה של דגימות כריתת ריאת vivo לשעבר, אשר חל על כמעט כל סוג רקמת vivo לשעבר. ברגע שקריטריוני ההדמיה הוקמו vivo לשעבר עם היסטולוגיה מתאימה אחד לאחד, הקריטריונים האלה אז יכולים להיות מיושמים על בתחום הדמית vivo. צבע הרקמה המשמש לסימון אזור ההדמיה של עניין נראה בבירור בשני OFDI והיסטולוגיה. באמצעות שימוש בטכניקות פשוטות כדי למקם את הרקמה, סימני דיו עשוי להיות מתואמת בשתי הדמיה והיסטולוגיה לאפשר 1-1 השוואות של תכונות OFDI וממצאי היסטולוגיה כדי לקבוע את מאפייני ההדמיה המזוהות של רקמת פתולוגיה. הטכניקה היא זולה ומעשית, ובכך הופכת אותו לשימושי ביישומי הדמיה אופטיים רבים. בהגדרת vivo, שיטות כגון ליזר לסימון עשויות לשמש להתמצאות רקמות 25. עם זאת, לאהוא קטן בגודל של ביופסית הסימפונות הוא עדיין גורם מגביל בשימוש במחקרי vivo לפתח קריטריוני הדמיה ספציפיות לפתולוגיה ריאתית. למרות שמחקרי vivo לשעבר ישמשו כחלופי הולמת לדימות vivo, יש כמה מגבלות. דגימות ריאת vivo אקס הם תפחו ולעתים קרובות להציג atelectasis ניתוח המושרה, המשנה את המראה של מבני מכתשיים נורמלים. ניפוח רקמת ריאת resected ניתוח עם רקמת סימון למתאם היסטולוגיה הוא מאתגר מבחינה טכנית כדגימות ריאת כירורגיות רוב מתקבלות לאחר הערכת סעיף קפוא פתולוגיה שבמהלכו משטח פלאורלי מופר, מפריע לאינפלצית דגימה. atelectasis ללא פתולוגית אינו חפץ שראה בהגדרת vivo, ולכן מגבלה זו לא תהיה רלוונטית בתחום הדמית vivo ריאתי. בנוסף, חוסר הדם בתוך כולים בדגימות vivo לשעבר יכול לעשות את זה קשה distinguאיש מבני כלי דם מחלל מבני אות אחרות. בהגדרת vivo, תוספת של דופלר אוקטובר / OFDI 26-28 לאוקטובר המבני / OFDI תסייע בזיהוי של כלי דם. ממצא תנועה ניתן לראות באופן שבו גוף חי שהם לא vivo לשעבר הווה. זה יכול להיות פוטנציאל בעייתי במערכות אוקטובר סטנדרטיות עם שיעורי רכישה איטיים יותר. עם זאת, במסגרת השיעורים המהירים של מערכות OFDI כרגע&gt; 200 fps 29-31. לכן, אין זה צפוי כי חפץ תנועה יהיה נושא משמעותי. מחקרים קודמים בOFDI הדמית vivo אוקטובר והוכיח הדמיה מוצלחת של תכונות הדמית קנס 14,15,18,19. במחקר זה אנו מראים OFDI נפחית עם מתאם מדויק לאבחון רקמות מבוססות להערכת הפתולוגיה של ריאות. ההליך המתואר נועד לספק היסטולוגיה התאימה במדויק כדי לשמש הזהב standaשלישי לפרשנות תמונת OFDI. קריטריוני הדמית רגע ספציפיים לפתולוגיה ריאתית פותחו ומאומתים vivo לשעבר עם היסטולוגיה מתאימה אחד לאחד, את הקריטריונים יכולים אז להיות מיושמים מאוחר יותר במחקרי vivo הדמיה עם השימוש בביופסית סימפונות כהערכת תקן זהב של ההדמיה תכונות ראו. טכניקה זו מוצגת כיישום לדגימות כריתת ריאה, אבל יכולה להיות מיושמת כמעט כל סוג רקמה לספק ההדמיה המדויקת למתאם היסטולוגיה מנת לקבוע תכונות הדמיה טובות של רקמות נורמליות ובפתולוגי.

<table border="1" style=";text-align:right;direction:rtl"><tbody><tr><td> שם המגיב </td><td> חברה </td><td> מספר קטלוגים </td><td> תגובות (אופציונלי) </td></tr><tr><td> צבע רקמה לציון </td><td> המשולש ביו </td><td> TMD-BK, TMD-G </td><td></td></tr></tbody></table>

optical frequency domain imaging of ex vivo pulmonary resection specimens: obtaining one to one image to histopathology correlation

Lung cancer is the leading cause of cancer-related deaths1. Squamous cell and small cell cancers typically arise in association with the conducting airways, whereas adenocarcinomas are typically more peripheral in location. Lung malignancy detection early in the disease process may be difficult due to several limitations: radiological resolution, bronchoscopic limitations in evaluating tissue underlying the airway mucosa and identifying early pathologic changes, and small sample size and/or incomplete sampling in histology biopsies. High resolution imaging modalities, such as optical frequency domain imaging (OFDI), provide non-destructive, large area 3-dimensional views of tissue microstructure to depths approaching 2 mm in real time (Figure 1)2-6. OFDI has been utilized in a variety of applications, including evaluation of coronary artery atherosclerosis6,7 and esophageal intestinal metaplasia and dysplasia6,8-10.
Bronchoscopic OCT/OFDI has been demonstrated as a safe in vivo imaging tool for evaluating the pulmonary airways11-23 (Animation). OCT has been assessed in pulmonary airways16,23 and parenchyma17,22 of animal models and in vivo human airway14,15. OCT imaging of normal airway has demonstrated visualization of airway layering and alveolar attachments, and evaluation of dysplastic lesions has been found useful in distinguishing grades of dysplasia in the bronchial mucosa11,12,20,21. OFDI imaging of bronchial mucosa has been demonstrated in a short bronchial segment (0.8 cm)18. Additionally, volumetric OFDI spanning multiple airway generations in swine and human pulmonary airways in vivo has been described19. Endobronchial OCT/OFDI is typically performed using thin, flexible catheters, which are compatible with standard bronchoscopic access ports. Additionally, OCT and OFDI needle-based probes have recently been developed, which may be used to image regions of the lung beyond the airway wall or pleural surface17.
While OCT/OFDI has been utilized and demonstrated as feasible for in vivo pulmonary imaging, no studies with precisely matched one-to-one OFDI:histology have been performed. Therefore, specific imaging criteria for various pulmonary pathologies have yet to be developed. Histopathological counterparts obtained in vivo consist of only small biopsy fragments, which are difficult to correlate with large OFDI datasets. Additionally, they do not provide the comprehensive histology needed for registration with large volume OFDI. As a result, specific imaging features of pulmonary pathology cannot be developed in the in vivo setting. Precisely matched, one-to-one OFDI and histology correlation is vital to accurately evaluate features seen in OFDI against histology as a gold standard in order to derive specific image interpretation criteria for pulmonary neoplasms and other pulmonary pathologies. Once specific imaging criteria have been developed and validated ex vivo with matched one-to-one histology, the criteria may then be applied to in vivo imaging studies. Here, we present a method for precise, one to one correlation between high resolution optical imaging and histology in ex vivo lung resection specimens. Throughout this manuscript, we describe the techniques used to match OFDI images to histology. However, this method is not specific to OFDI and can be used to obtain histology-registered images for any optical imaging technique. We performed airway centered OFDI with a specialized custom built bronchoscopic 2.4 French (0.8 mm diameter) catheter. Tissue samples were marked with tissue dye, visible in both OFDI and histology. Careful orientation procedures were used to precisely correlate imaging and histological sampling locations. The techniques outlined in this manuscript were used to conduct the first demonstration of volumetric OFDI with precise correlation to tissue-based diagnosis for evaluating pulmonary pathology24. This straightforward, effective technique may be extended to other tissue types to provide precise imaging to histology correlation needed to determine fine imaging features of both normal and diseased tissues.

סימני הדיו השחורים צריכים להיות בין 1 - 1.5 סנטימטרים לגזרים כדי לציין את אזור ההדמיה של עניין. סימן הדיו הירוק צריך להיות ממוקם בתחילת הדמית הסריקה, לפני שסימן הדיו השחור הראשון כדי לכוון את הדגימה (איור 2 ואיור 3 א). סימני דיו רקמות צריכים להיות גלויים על שניהם OFDI הדמיה והיסטולוגיה (3 איור ו4). בחזירים רגילים (איור 3) ונשימה אנושית (איור 4), שכבות נשימה טיפוסיות צריכות להיות גלויות. אפיתל (ה) גלוי כדק, בינוני לאותת שכבה צפופה, הומוגניות בהיבט luminal של דרך הנשימה. Propria lamina מורכב מאורגן אות אינטנסיבית לרקמת אות עניה, מקבילה לרכיבים שונים של lamina propria (LP) כגון רקמות חיבור אינטנסיבי אותות כולל אלסטין וקולגן (EL), ורקמות עני אות רוק מסוג לוטים (G ). יש צינורות גלויים מדי פעם אותות חלשים (ד &#39;) חוצים respiאפיתל ratory להתחבר עם לומן סימפונות. שריר החלק מופיע כfascicles רציף, ובין שריר חלק ולכן אינו ניתן לזיהוי בOFDI. ב H &amp; E וכתמי trichrome, שכבות נשימה יכולות להיות חזותיות (איור 3 ג, 3d, 3f, 3g, 4b, 4c, 4e, ו4f), שבו על trichrome רקמות האלסטיות וcollagenous הצפופות השטחיות מופיעות בכחול עמוק ושריר החלק הבסיסי כתמים אדומים (SM). טבעות סחוס (C) מופיעות כמבנים עניים אות בצורת חצי ירח עם גבולות מוגדרים היטב, אשר חופפים בדרכי נשימת חזירים ואינם חופף בדרכי נשימת האדם. Perichondrium מקיף את טבעות הסחוס מופיע כשכבה דקה של רקמה אינטנסיבית אות מקיפה את טבעות סחוס העניות האות. בדרכי הנשימה ההיקפיות האנושיות (האיור 4G ו4h), קבצים המצורפים מכתשיים () נראות כסריג דמוי קירות דקים, אות אינטנסיביים מכתשיים עם רווחי מכתשיים חלל אות. מרחבי כלי דם בתוך propria lamina הם visible כמבנים ליניארי או מעגליים void אות עם חפץ הצללה בסיסית מתון (חיצים). <img alt="איור 1" src="/files/ftp_upload/3855/3855fig1.jpg" /> איור 1. OFDI של חזירי נשימה. בתמונות המתקבלות מvivo נשימת חזירים תחת הנשמה מכאנית. (א) ODFI חתך של דרך נשימה הפרוקסימלי. (ב) OFDI חתך של דרך אוויר דיסטלי. (ג) סעיף ODFI אורך של דרך נשימה הפרוקסימלי, תמונה בהגדלה גבוהה יותר של דואר פנל באזור מסומן באדום. (ד) סעיף OFDI אורך של דרך נשימה מרוחקת ממרכז, תמונה בהגדלה גבוהה יותר של דואר פנל באזור מסומן ירוק. (ה) סעיף ODFI אורך של דרך נשימה בקרבה לדיסטלי (משמאל לימין). קוטר צנתר הוא 0.8 מ&quot;מ והסימונים מייצגים 0.5 מרווחי מ&quot;מ. למרות שכבות שונות של קבצים המצורפים מכתשיים הקיר ודרכי הנשימה ניכרות בתמונות OFDI, קשה בדיוק לפרש שיתוף האנטומיrrelate של אותות OFDI ללא היסטולוגיה נרשמה ישירות. דואר: אפיתל, LP: lamina propria, SM: submucosa, ג: סחוס,: קבצים מצורפים מכתשיים. <img alt="איור 2" src="/files/ftp_upload/3855/3855fig2.jpg" /> איור 2. רקמת סימון של חזירי נשימה. (א) נפתחה נתיב אוויר עם שני כתמי דיו שחורים על פני שטח luminal הונח במקביל להיבט האורך של דרך הנשימה, פרט 1.5 סנטימטר. (ב) קטטר OFDI הממוקם מעל דיו שחור מסמן 2 לכלול שני הסימנים בתוך נסיגת OFDI. (ג) Airway עם סימן נוסף ירוק דיו כדי לכוון את תחילת סריקת ההדמיה בדגימה. <img alt="איור 3" fo:content-width="6in" fo:src="/files/ftp_upload/3855/3855fig3highres.jpg" src="/files/ftp_upload/3855/3855fig3.jpg" /> איור 3. OFDI והיסטולוגיה של חזירי נשימה מפגינים cor המדויקביחס באמצעות רקמת סימון. (א) נפתח נתיב אוויר עם שני כתמי דיו שחורים על פני שטח luminal הונח במקביל להיבט ההיקפי של דרך הנשימה. פינים משמשים כדי לפתוח את דרכי הנשימה (חיצים) נוסף. (ב) OFDI של דרך נשימת חזירים עם שניהם הדיו מסמן גלוי (כוכביות) עם (ג) מוכתם מתואמים בדיוק היסטולוגיה עם H &amp; E (כוכביות: דיו שחור מסמן גלוי באפיתל נשימתי) ו( ד) בקורלציה trichrome כתם. סרגל קנה מידה: 2 מ&quot;מ. (ה) תצוגה גבוהה יותר גדלה של תמונת OFDI עם (ו) מוכתם היסטולוגיה מקבילה עם H &amp; E ו (ז) בקורלציה trichrome הכתם. E: אפיתל נשימה, EL: קולגן הצפוף ורקמות אלסטיות, SM: שריר חלק, C: טבעות סחוס (חפץ היסטולוגית הביא הפרדה מלאכותית של טבעות הסחוס), G: רקמת בלוטות רוק, D: צינור רוק נכנס האפיתל. סרגל קנה מידה: 250 מיקרומטר. <a href="http://www.jove.com/files/ftp_upload/3855/3855fig3large.jpg" target="_blank">לחץ כאן לצפייה בדמות גדולה.</a> <img alt="איור 4" fo:content-width="4.75in" fo:src="/files/ftp_upload/3855/3855fig4highres.jpg" src="/files/ftp_upload/3855/3855fig4.jpg" /> איור 4. OFDI והיסטולוגיה של נשימת אדם מפגינה מתאם מדויק באמצעות רקמת סימון. () OFDI של דרך נשימה הפרוקסימלי אדם עם שני הדיו מסמנים גלוי (כוכביות). (ב) מוכתם היסטולוגיה קורלציה דווקא עם H &amp; E עם דיו שחור מסמן גלוי באפיתל נשימה (כוכביות) ו (ג) בקורלציה trichrome הכתם. סרגל קנה מידה: 2 מ&quot;מ. (ד) תצוגה גבוהה גדלה של תמונת OFDI ו( ה) היסטולוגיה מקבילה מוכתם בH &amp; E (ו) trichrome. סרגל קנה מידה: 250 מיקרומטר. E: אפיתל נשימה, LP: lamina propria, G: רקמת בלוטת רוק, C: טבעות סחוס, מחשב: perichondrium. בדרכי נשימת האדם, שכבות טיפוסיות הן גלויות לעין. בתוך רקמת חיבור הרופפת, יש ביניהם fascicles של שריר החלק אדום הכתים (SM, הפנלים וג ו), שלא להקים להקה רציפה ולכן אינם גלויים כשכבה מובחנת בOFDI. (ז) OFDI של דרך נשימה דיסטלי אנושית ו( ח) היסטולוגיה קורלציה דווקא H &amp; E עם כתמי דיו שחורים שנראו באפיתל נשימה (כוכביות). סרגל קנה מידה: 2 מ&quot;מ. קבצים מצורפים מכתשיים () נראים כסריג דמוי קירות אינטנסיבי אותות מכתשיים עם רווחי מכתשיים חלל אות. מרחבי כלי דם בתוך propria lamina גם גלויים כמו מבני אות חלל עם הצללה קלה בסיסית (חיצים).

Watch this Scientific Journal Video about Optical Frequency Domain Imaging of Ex vivo Pulmonary Resection Specimens: Obtaining One to One Image to Histopathology Correlation at JoVE.com

Optical Frequency Domain Imaging of Ex vivo Pulmonary Resection Specimens: Obtaining One to One Image to Histopathology Correlation

שיטה לתמונה<em&gt; Vivo לשעבר</em&gt; דגימות ריאת כריתה עם תדר אופטית תחום הדמיה (OFDI) ולהשיג מתאם מדויק ליסטולוגיה מתוארות, שהוא חיוני לפיתוח קריטריוני פרשנות OFDI ספציפיים לפתולוגיה ריאתית. שיטה זו ישימה לסוגי רקמות אחרים וטכניקות הדמיה כדי להשיג הדמיה מדויקת למתאם היסטולוגיה לפרשנות תמונה מדויקת והערכה. קריטריוני הדמיה מבוססות עם טכניקה זו היו אז להיות ישימים להערכת תמונה בעתיד<em&gt; In vivo</em&gt; מחקרים.

הדמיה אופטית של תחום תדר<em&gt; גופיים</em&gt; דוגמאות כריתת ריאה: קבלת תמונה אחד לאחד למתאם היסטופתולוגיה

Lung cancer is the leading cause of cancer-related deaths1. Squamous cell and small cell cancers typically arise in association with the conducting ...

optical-frequency-domain-imaging-ex-vivo-pulmonary-resection

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Optical Frequency Domain Imaging of Ex vivo Pulmonary Resection Specimens: Obtaining One to One Image to Histopathology Correlation

14.0K Views.  Harvard Medical School. שיטה לתמונה Vivo לשעבר דגימות ריאת כריתה עם תדר אופטית תחום הדמיה (OFDI) ולהשיג מתאם מדויק ליסטולוגיה מתוארות, שהוא חיוני לפיתוח קריטריוני פרשנות OFDI ספציפיים לפתולוגיה ריאתית. שיטה זו ישימה לסוגי רקמות אחרים וטכניקות הדמיה כדי להשיג הדמיה מדויקת למתאם היסט?...

Video: Optical Frequency Domain Imaging of Ex vivo Pulmonary Resection Specimens: Obtaining One to One Image to Histopathology Correlation

High Resolution 3D Imaging of Ex-Vivo Biological Samples by Micro CT

Non-destructive volume visualization can be achieved only by tomographic techniques, of which the most efficient is the x-ray micro computerized tomography (&mu;CT).
High resolution &mu;CT is a very versatile yet accurate (1-2 microns of resolution) technique for 3D examination of ex-vivo biological samples1, 2. As opposed to electron tomography, the &mu;CT allows the examination of up to 4 cm thick samples. This technique requires only few hours of measurement as compared to weeks in histology. In addition, &mu;CT does not rely on 2D stereologic models, thus it may complement and in some cases can even replace histological methods3, 4, which are both time consuming and destructive. Sample conditioning and positioning in &mu;CT is straightforward and does not require high vacuum or low temperatures, which may adversely affect the structure. The sample is positioned and rotated 180&deg; or 360&deg;between a microfocused x-ray source and a detector, which includes a scintillator and an accurate CCD camera, For each angle a 2D image is taken, and then the entire volume is reconstructed using one of the different available algorithms5-7. The 3D resolution increases with the decrease of the rotation step. The present video protocol shows the main steps in preparation, immobilization and positioning of the sample followed by imaging at high resolution.

High Resolution 3D Imaging of Ex-Vivo Biological Samples by Micro CT

Non-destructive volume visualization can be achieved only by tomographic techniques, of which the most efficient is the x-ray micro computerized tomography ( CT).

ברזולוציה גבוהה 3D הדמיה של Ex-Vivo דגימות ביולוגיות באמצעות מיקרו-CT

Non-destructive volume visualization can be achieved only by tomographic techniques, of which the most efficient is the x-ray micro computerized ...

Three-dimensional Optical-resolution Photoacoustic Microscopy

Optical microscopy, providing valuable insights at the cellular and organelle levels, has been widely recognized as an enabling biomedical technology. As the mainstays of in vivo three-dimensional (3-D) optical microscopy, single-/multi-photon fluorescence microscopy and optical coherence tomography (OCT) have demonstrated their extraordinary sensitivities to fluorescence and optical scattering contrasts, respectively. However, the optical absorption contrast of biological tissues, which encodes essential physiological/pathological information, has not yet been assessable. 
The emergence of biomedical photoacoustics has led to a new branch of optical microscopy optical-resolution photoacoustic microscopy (OR-PAM)1, where the optical irradiation is focused to the diffraction limit to achieve cellular1 or even subcellular2 level lateral resolution. As a valuable complement to existing optical microscopy technologies, OR-PAM brings in at least two novelties. First and most importantly, OR-PAM detects optical absorption contrasts with extraordinary sensitivity (i.e., 100%). Combining OR-PAM with fluorescence microscopy3 or with optical-scattering-based OCT4 (or with both) provides comprehensive optical properties of biological tissues. Second, OR-PAM encodes optical absorption into acoustic waves, in contrast to the pure optical processes in fluorescence microscopy and OCT, and provides background-free detection. The acoustic detection in OR-PAM mitigates the impacts of optical scattering on signal degradation and naturally eliminates possible interferences (i.e., crosstalks) between excitation and detection, which is a common problem in fluorescence microscopy due to the overlap between the excitation and fluorescence spectra. 
Unique for optical absorption imaging, OR-PAM has demonstrated broad biomedical applications since its invention, including, but not limited to, neurology5, 6, ophthalmology7, 8, vascular biology9, and dermatology10. In this video, we teach the system configuration and alignment of OR-PAM as well as the experimental procedures for in vivo functional microvascular imaging.

Optical-resolution photoacoustic microscopy (OR-PAM) is an emerging technology capable of imaging optical absorption contrasts in vivo with cellular resolution and sensitivity. Here, we provide a visualized instruction on the experimental protocols of OR-PAM, including system configuration, system alignment, typical in vivo experimental procedures, and functional imaging schemes.

תלת ממדית ברזולוציה אופטית photoacoustic מיקרוסקופית

Optical microscopy, providing valuable insights at the cellular and organelle levels, has been widely recognized as an enabling biomedical technology. As ...

Design of a Cyclic Pressure Bioreactor for the Ex Vivo Study of Aortic Heart Valves

The aortic valve, located between the left ventricle and the aorta, allows for unidirectional blood flow, preventing backflow into the ventricle. Aortic valve leaflets are composed of interstitial cells suspended within an extracellular matrix (ECM) and are lined with an endothelial cell monolayer. The valve withstands a harsh, dynamic environment and is constantly exposed to shear, flexion, tension, and compression. Research has shown calcific lesions in diseased valves occur in areas of high mechanical stress as a result of endothelial disruption or interstitial matrix damage1-3. Hence, it is not surprising that epidemiological studies have shown high blood pressure to be a leading risk factor in the onset of aortic valve disease4. 
The only treatment option currently available for valve disease is surgical replacement of the diseased valve with a bioprosthetic or mechanical valve5. Improved understanding of valve biology in response to physical stresses would help elucidate the mechanisms of valve pathogenesis. In turn, this could help in the development of non-invasive therapies such as pharmaceutical intervention or prevention. Several bioreactors have been previously developed to study the mechanobiology of native or engineered heart valves6-9. Pulsatile bioreactors have also been developed to study a range of tissues including cartilage10, bone11 and bladder12. The aim of this work was to develop a cyclic pressure system that could be used to elucidate the biological response of aortic valve leaflets to increased pressure loads. 
The system consisted of an acrylic chamber in which to place samples and produce cyclic pressure, viton diaphragm solenoid valves to control the timing of the pressure cycle, and a computer to control electrical devices. The pressure was monitored using a pressure transducer, and the signal was conditioned using a load cell conditioner. A LabVIEW program regulated the pressure using an analog device to pump compressed air into the system at the appropriate rate. The system mimicked the dynamic transvalvular pressure levels associated with the aortic valve; a saw tooth wave produced a gradual increase in pressure, typical of the transvalvular pressure gradient that is present across the valve during diastole, followed by a sharp pressure drop depicting valve opening in systole. The LabVIEW program allowed users to control the magnitude and frequency of cyclic pressure. The system was able to subject tissue samples to physiological and pathological pressure conditions. This device can be used to increase our understanding of how heart valves respond to changes in the local mechanical environment.

Design of a Cyclic Pressure Bioreactor for the Ex Vivo Study of Aortic Heart Valves

A cyclic pressure bioreactor capable of subjecting heart valve tissue to physiological and pathological pressure conditions has been designed. A LabVIEW program allows users to control pressure magnitude, amplitude and frequency. This device can be used to study the mechanobiology of heart valve tissue or isolated cells.

עיצוב של bioreactor לחץ על מחזורי Ex Vivo מחקר של מסתמי הלב אבי העורקים

The aortic valve, located between the left ventricle and the aorta, allows for unidirectional blood flow, preventing backflow into the ventricle. Aortic ...

Integrated Photoacoustic Ophthalmoscopy and Spectral-domain Optical Coherence Tomography

Both the clinical diagnosis and fundamental investigation of major ocular diseases greatly benefit from various non-invasive ophthalmic imaging technologies. Existing retinal imaging modalities, such as fundus photography1, confocal scanning laser ophthalmoscopy (cSLO)2, and optical coherence tomography (OCT)3, have significant contributions in monitoring disease onsets and progressions, and developing new therapeutic strategies. However, they predominantly rely on the back-reflected photons from the retina. As a consequence, the optical absorption properties of the retina, which are usually strongly associated with retinal pathophysiology status, are inaccessible by the traditional imaging technologies.
Photoacoustic ophthalmoscopy (PAOM) is an emerging retinal imaging modality that permits the detection of the optical absorption contrasts in the eye with a high sensitivity4-7 . In PAOM nanosecond laser pulses are delivered through the pupil and scanned across the posterior eye to induce photoacoustic (PA) signals, which are detected by an unfocused ultrasonic transducer attached to the eyelid. Because of the strong optical absorption of hemoglobin and melanin, PAOM is capable of non-invasively imaging the retinal and choroidal vasculatures, and the retinal pigment epithelium (RPE) melanin at high contrasts 6,7. More importantly, based on the well-developed spectroscopic photoacoustic imaging5,8 , PAOM has the potential to map the hemoglobin oxygen saturation in retinal vessels, which can be critical in studying the physiology and pathology of several blinding diseases 9 such as diabetic retinopathy and neovascular age-related macular degeneration.
Moreover, being the only existing optical-absorption-based ophthalmic imaging modality, PAOM can be integrated with well-established clinical ophthalmic imaging techniques to achieve more comprehensive anatomic and functional evaluations of the eye based on multiple optical contrasts6,10 . In this work, we integrate PAOM and spectral-domain OCT (SD-OCT) for simultaneously in vivo retinal imaging of rat, where both optical absorption and scattering properties of the retina are revealed. The system configuration, system alignment and imaging acquisition are presented.

Photoacoustic ophthalmology (PAOM), an optical-absorption-based imaging modality, provides the complementary evaluation of the retina to the currently available ophthalmic imaging technologies. We report the using of PAOM integrated with spectral-domain optical coherence tomography (SD-OCT) for simultaneous multimodal retinal imaging in rats.

Ophthalmoscopy photoacoustic משולב וטומוגרפיה אופטית קוהרנטיות Spectral-תחום

Both the clinical diagnosis and fundamental investigation of major ocular diseases greatly benefit from various non-invasive ophthalmic imaging ...

One Minute, Sub-One-Watt Photothermal Tumor Ablation Using Porphysomes, Intrinsic Multifunctional Nanovesicles

We recently developed porphysomes as intrinsically multifunctional nanovesicles. A photosensitizer, pyropheophorbide &alpha;, was conjugated to a phospholipid and then self-assembled to liposome-like spherical vesicles. Due to the extremely high density of porphyrin in the porphyrin-lipid bilayer, porphysomes generated large extinction coefficients, structure-dependent fluorescence self-quenching, and excellent photothermal efficacy. In our formulation, porphysomes were synthesized using high pressure extrusion, and displayed a mean particle size around 120 nm. Twenty-four hr post-intravenous injection of porphysomes, the local temperature of the tumor increased from 30 &deg;C to 62 &deg;C rapidly upon one minute exposure of 750 mW (1.18 W/cm2), 671 nm laser irradiation. Following the complete thermal ablation of the tumor, eschars formed and healed within 2 weeks, while in the control groups the tumors continued to grow and all reached the defined end point within 3 weeks. These data show how porphysomes can be used as potent photothermal therapy (PTT) agents.

We developed novel intrinsic multifunctional nanovesicles called porphysomes, which have structure-dependent fluorescence self-quenching and unique photothermal properties, thus functioning as potent photothermal therapy agents. We formulated porphysomes using high pressure extrusion and investigated their photothermal therapy efficacy in a xenograft tumor model.

דקה אחת, אבלציה גידול תת-One-Watt photothermal שימוש Porphysomes, הפנימי משולבת nanovesicles

We recently developed porphysomes as intrinsically multifunctional nanovesicles. A photosensitizer, pyropheophorbide &alpha;, was conjugated to a ...

The Use of the Ex Vivo Chandler Loop Apparatus to Assess the Biocompatibility of Modified Polymeric Blood Conduits

The foreign body reaction occurs when a synthetic surface is introduced to the body. It is characterized by adsorption of blood proteins and the subsequent attachment and activation of platelets, monocyte/macrophage adhesion, and inflammatory cell signaling events, leading to post-procedural complications. The Chandler Loop Apparatus is an experimental system that allows researchers to study the molecular and cellular interactions that occur when large volumes of blood are perfused over polymeric conduits. To that end, this apparatus has been used as an ex vivo model allowing the assessment of the anti-inflammatory properties of various polymer surface modifications. Our laboratory has shown that blood conduits, covalently modified via photoactivation chemistry with recombinant CD47, can confer biocompatibility to polymeric surfaces. Appending CD47 to polymeric surfaces could be an effective means to promote the efficacy of polymeric blood conduits. Herein is the methodology detailing the photoactivation chemistry used to append recombinant CD47 to clinically relevant polymeric blood conduits and the use of the Chandler Loop as an ex vivo experimental model to examine blood interactions with the CD47 modified and control conduits.

The Use of the Ex Vivo Chandler Loop Apparatus to Assess the Biocompatibility of Modified Polymeric Blood Conduits

Blood exposure to polymeric blood conduits initiates the foreign body reaction that has been implicated in clinical complications. Here, the Chandler Loop Apparatus, an experimental tool mimicking blood perfusion through these conduits, is described. Appendage of recombinant CD47 results in decreased evidence of the foreign body reaction on these conduits.

השימוש ב<em&gt; Ex Vivo</em&gt; מכשירי צ&#39;נדלר Loop להערכת Biocompatibility של צינורות דם פולימרית השתנה

The foreign body reaction occurs when a synthetic surface is introduced to the body. It is characterized by adsorption of blood proteins and the ...

Computed Tomography and Optical Imaging of Osteogenesis-angiogenesis Coupling to Assess Integration of Cranial Bone Autografts and Allografts

A major parameter determining the success of a bone-grafting procedure is vascularization of the area surrounding the graft. We hypothesized that implantation of a bone autograft would induce greater bone regeneration by abundant blood vessel formation. To investigate the effect of the graft on neovascularization at the defect site, we developed a micro&#8211;computed tomography (&#181;CT) approach to characterize newly forming blood vessels, which involves systemic perfusion of the animal with a polymerizing contrast agent. This method enables detailed vascular analysis of an organ in its entirety. Additionally, blood perfusion was assessed using fluorescence imaging (FLI) of a blood-borne fluorescent agent. Bone formation was quantified by FLI using a hydroxyapatite-targeted probe and &#181;CT analysis. Stem cell recruitment was monitored by bioluminescence imaging (BLI) of transgenic mice that express luciferase under the control of the osteocalcin promoter. Here we describe and demonstrate preparation of the allograft, calvarial defect surgery, &#181;CT scanning protocols for the neovascularization study and bone formation analysis (including the in vivo perfusion of contrast agent), and the protocol for data analysis.
The 3D high-resolution analysis of vasculature demonstrated significantly greater angiogenesis in animals with implanted autografts, especially with respect to arteriole formation. Accordingly, blood perfusion was significantly higher in the autograft group by the 7th day after surgery. We observed superior bone mineralization and measured greater bone formation in animals that received autografts. Autograft implantation induced resident stem cell recruitment to the graft-host bone suture, where the cells differentiated into bone-forming cells between the 7th and 10th postoperative day. This finding means that enhanced bone formation may be attributed to the augmented vascular feeding that characterizes autograft implantation. The methods depicted may serve as an optimal tool to study bone regeneration in terms of tightly bounded bone formation and neovascularization.

Implantation of autologous and allogeneic bone grafts constitute accepted approaches to treat major craniofacial bone loss. Yet the effect of graft composition on the interplay among neovascularization, cell differentiation and bone formation is unclear. We present a multimodal imaging protocol aimed to elucidate the angiogenesis-osteogenesis interdependence at the graft proximity.

טומוגרפיה ממוחשבת והדמיה אופטית של צימוד Osteogenesis-אנגיוגנזה להערכת שילוב של Autografts עצם הגולגולת וAllografts

A major parameter determining the success of a bone-grafting procedure is vascularization of the area surrounding the graft. We hypothesized that ...

A Method to Estimate Cadaveric Femur Cortical Strains During Fracture Testing Using Digital Image Correlation

This protocol describes the method using digital image correlation to estimate cortical strain from high speed video images of the cadaveric femoral surface obtained from mechanical testing. This optical method requires a texture of many contrasting fiduciary marks on a solid white background for accurate tracking of surface deformation as loading is applied to the specimen. Immediately prior to testing, the surface of interest in the camera view is painted with a water-based white primer and allowed to dry for several minutes. Then, a black paint is speckled carefully over the white background with special consideration for the even size and shape of the droplets. Illumination is carefully designed and set such that there is optimal contrast of these marks while minimizing reflections through the use of filters. Images were obtained through high speed video capture at up to 12,000 frames/s. The key images prior to and including the fracture event are extracted and deformations are estimated between successive frames in carefully sized interrogation windows over a specified region of interest. These deformations are then used to compute surface strain temporally during the fracture test. The strain data is very useful for identifying fracture initiation within the femur, and for eventual validation of proximal femur fracture strength models derived from Quantitative Computed Tomography-based Finite Element Analysis (QCT/FEA).

In this protocol, the femur surface strains are estimated during fracture testing using the digital image correlation technique. The novelty of the method involves application of a high-contrast stochastic speckle pattern on the femur surface, carefully specified illumination, high speed video capture, and digital image correlation analysis for strain calculations.

שיטה להעריך זנים קורטיקליים Cadaveric הירך בזמן שבר בדיקה באמצעות מתאם תמונה דיגיטלי

This protocol describes the method using digital image correlation to estimate cortical strain from high speed video images of the cadaveric femoral ...

Conducting Multiple Imaging Modes with One Fluorescence Microscope

Fluorescence microscopy is a powerful tool to detect biological molecules in situ and monitor their dynamics and interactions in real-time. In addition to conventional epi-fluorescence microscopy, various imaging techniques have been developed to achieve specific experimental goals. Some of the widely used techniques include single-molecule fluorescence resonance energy transfer (smFRET), which can report conformational changes and molecular interactions with angstrom resolution, and single-molecule detection-based super-resolution (SR) imaging, which can enhance the spatial resolution approximately ten&#160;to twentyfold compared to diffraction-limited microscopy. Here we present a customer-designed integrated system, which merges multiple imaging methods in one microscope, including conventional epi-fluorescent imaging, single-molecule detection-based SR imaging, and multi-color single-molecule detection, including smFRET imaging. Different imaging methods can be achieved easily and reproducibly by switching optical elements. This set-up is easy to adopt by any research laboratory in biological sciences with a need for routine and diverse imaging experiments at a reduced cost and space relative to building separate microscopes for individual purposes.

Here we present a practical guide of building an integrated microscopy system, which merges conventional epi-fluorescent imaging, single-molecule detection-based super-resolution imaging, and multi-color single-molecule detection, including single-molecule fluorescence resonance energy transfer imaging, into one set-up in a cost-efficient way.

ניצוח מספר מצבי הדמיה עם מיקרוסקופ זריחה אחת

Fluorescence microscopy is a powerful tool to detect biological molecules in situ and monitor their dynamics and interactions in real-time. In addition to ...

Single-Cell Optical Action Potential Measurement in Human Induced Pluripotent Stem Cell-Derived Cardiomyocytes

Conventional intracellular microelectrode techniques to quantify cardiomyocyte electrophysiology are extremely complex, labor intensive, and typically carried out in low throughput. Rapid and ongoing expansion of induced pluripotent stem cell (iPSC) technology presents a new standard in cardiovascular research and alternate methods are now necessary to increase throughput of electrophysiological data at a single cell level. VF2.1Cl is a recently derived voltage sensitive dye which provides a rapid single channel, high magnitude response to fluctuations in membrane potential. It possesses kinetics superior to those of other existing voltage indicators and makes available functional data equivalent to that of traditional microelectrode techniques. Here, we demonstrate simplified, non-invasive action potential characterization in externally paced human iPSC derived cardiomyocytes using a modular and highly affordable photometry system.

Here we describe optical acquisition and characterization of action potentials from induced pluripotent stem cell derived cardiomyocytes using a high-speed modular photometry system.

מדידה פוטנציאלית לפעולה אופטית חד-תאית בקרדיומיוציטים שמקורם בתאי גזע מושרים על ידי תאי גזע אנושיים

Conventional intracellular microelectrode techniques to quantify cardiomyocyte electrophysiology are extremely complex, labor intensive, and typically ...