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In questo articolo

  • Riepilogo
  • Abstract
  • Introduzione
  • Protocollo
  • Risultati
  • Discussione
  • Divulgazioni
  • Riconoscimenti
  • Materiali
  • Riferimenti
  • Ristampe e Autorizzazioni

Riepilogo

The assembly and use of a multimodal microendoscope is described which can co-register superficial tissue image data with tissue physiological parameters including hemoglobin concentration, melanin concentration, and oxygen saturation. This technique can be useful for evaluating tissue structure and perfusion, and can be optimized for individual needs of the investigator.

Abstract

Tecniche Microendoscopy fibra fascio recenti consentono l'analisi non invasiva dei tessuti in vivo, utilizzando sia tecniche di imaging o una combinazione di tecniche di spettroscopia. La combinazione di tecniche di imaging e la spettroscopia in un unico sensore ottico può fornire una più completa analisi di salute del tessuto. In questo articolo, due modalità dissimili sono combinati, immagini ad alta risoluzione di fluorescenza microendoscopy e la spettroscopia di riflettanza diffusa, in un unico sonda ottica. Ad alta risoluzione imaging di fluorescenza microendoscopy è una tecnica utilizzata per visualizzare tessuto apicale micro-architettura e, anche se principalmente una tecnica qualitativa, ha dimostrato differenziazione efficace in tempo reale tra tessuto neoplastico e non neoplastico. spettroscopia di riflettanza diffusa è una tecnica che può estrarre tessuto di parametri fisiologici concentrazione locale di emoglobina, la concentrazione di melanina, e la saturazione di ossigeno. Questo articolo descrive le specifiche r, facoltativo per costruire la sonda a fibre ottiche, come costruire la strumentazione, e quindi dimostra la tecnica su pelle umana in vivo. Questo lavoro ha rivelato che il tessuto micro-architettura, cheratinociti della pelle in particolare apicali, può essere co-registrato con i suoi parametri fisiologici associati. La sonda strumentazione e fibra fascio qui presentata può essere ottimizzato come dispositivo palmare o endoscopicamente compatibile per l'uso in una varietà di sistemi di organi. ricerca clinica supplementare è necessaria per verificare la fattibilità di questa tecnica per i diversi stati di malattia epiteliali.

Introduzione

Tecniche Microendoscopy fibra fascio di solito analizzano nel tessuto vivo utilizzando sia tecniche di imaging o una combinazione di tecniche di spettroscopia. 1-3 Una di queste tecniche di imaging ad alta risoluzione di fluorescenza microendoscopy, può immagine del tessuto apicale micro-architettura con una risoluzione sub-cellulare in un piccolo , microscala campo di vista, utilizzando un mezzo di contrasto topico come proflavina, fluoresceina, o inchiostro pyranine. 1,3-11 Questa modalità di imaging ha mostrato promettenti prestazioni cliniche in qualitativamente differenziare tessuto epiteliale malati e sani in tempo reale ....

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Protocollo

approvazione Institutional Review Board (IRB # 15-09-149) è stato ottenuto dal programma di soggetti di ricerca umana presso l'Università di Arkansas per tutti gli aspetti di questo studio. I metodi descritti sono stati eseguiti in conformità con le linee guida approvate, e il consenso informato è stato ottenuto da tutti i partecipanti.

1. Assemblea della ad alta risoluzione fluorescenza Microendoscopy Modalità

Nota: La procedura descritta per il montaggio della fluorescenza ad alta risoluzione microendoscopy modalità possono essere visualizzati in figura 2.

  1. Posizionare un 470 n....

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Risultati

A seguito di questo protocollo, l'investigatore otterrà un'immagine a fuoco ad alta risoluzione del sito tissutale con il pieno campo di vista (figura 5). Lineamenti di cellule possono essere visti se macchiato di inchiostro pyranine da un evidenziatore giallo di serie, mentre i singoli nuclei delle cellule può essere visto se macchiato con un colorante, come proflavina. Dopo l'acquisizione spettrale, il software di post-elaborazione utilizza una c.......

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Discussione

L'imaging ad alta risoluzione multimodale e sub-diffusa microendoscope fibra fascio di spettroscopia di riflettanza riportato qui possono essere ottimizzati e utilizzati dagli investigatori per una varietà di applicazioni, tra cui endoscopica o l'uso palmare per studi umani o animali. Esso fornisce quindi un metodo flessibile per la visualizzazione in vivo apicale del tessuto micro-architettura insieme a misure della concentrazione di emoglobina, la concentrazione di melanina, e la saturazione di.......

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Divulgazioni

The authors declare that they have no competing financial interests.

Riconoscimenti

This material is based on work supported by the National Institutes of Health (1R03-CA182052, 1R15-CA202662), the National Science Foundation Graduate Research Fellowship Program (G.G., DGE-1450079), the Arkansas Biosciences Institute, and the University of Arkansas Doctoral Academy Fellowship. Any opinions, findings, and conclusions or recommendations expressed in this material are those of the authors and do not necessarily reflect the views of the acknowledged funding agencies.

....

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Materiali

NameCompanyCatalog NumberComments
30 mm Cage Cube with Dichroic Filter MountThorlabs, Inc.CM1-DCH
470 nm Dichroic Mirror (Beam Splitter)Chroma CorporationT470lpxr
Cage Assembly Rod, 1.5", 4-PackThorlabs, Inc.ER1.5-P4
Cage Assembly Rod, 3.0", 4-PackThorlabs, Inc.ER3-P4
Cage Assembly Rod, 2.0", 4-PackThorlabs, Inc.ER2-P4
SM1-Threaded 30 mm Cage PlateThorlabs, Inc.CP02
SM1 Series Stress-Free Retaining RingThorlabs, Inc.SM1PRR
SM1 Lens Tube, 1.00" Thread DepthThorlabs, Inc.SM1L10
Right-Angle Kinematic Mirror MountThorlabs, Inc.KCB1
1" UV Enhanced Aluminum MirrorThorlabs, Inc.PF10-03-F01
Z-Axis Translation MountThorlabs, Inc.SM1Z
10X Olympus Plan Achromatic ObjectiveThorlabs, Inc.RMS10X
XY Translating Lens MountThorlabs, Inc.CXY1
SMA Fiber Adapter Plate with SM1 ThreadThorlabs, Inc.SM1SMA
SM1 Lens Tube, 0.50" Thread DepthThorlabs, Inc.SM1L05
440/40 Bandpass Filter (Excitation)Chroma CorporationET440/40x
525/36 Bandpass Filter (Emission)Chroma CorporationET525/36m
Quick Set EpoxyLoctite1395391
455 nm LED Light Housing Kit - 3-WattLED SupplyALK-LH-3W-KIT
1" Achromatic Doublet, f = 50 mmThorlabs, Inc.AC254-050-A
Flea 3 USB Monochrome CameraPoint Grey, Inc.FL3-U3-32S2M-CS
0.5" Post Holder, L = 1.5"Thorlabs, Inc.PH1.5
0.5" Optical Post, L = 4.0"Thorlabs, Inc.TR4
Mounting Base, 1" x 2.3" x 3/8"Thorlabs, Inc.BA1S
Long Lifetime Tungsten-Halogen Light Source (Vis-NIR)Ocean OpticsHL-2000-LL
20X Olympus Plan ObjectiveEdmund Optics, Inc.PLN20X
Custom-Built Aluminum Motor ArmN/AN/ACustom designed and built
Custom-Built Aluminum Motor Arm AdaptorN/AN/ACustom designed and built
Custom-Built Aluminum Motor HousingN/AN/ACustom designed and built
Stepper Motor - 400 steps/revolutionSparkFun ElectronicsROB-10846Multiple suppliers
Custom-Built Aluminum Optical Fiber SwitchN/AN/ACustom designed and built
Custom-Built Aluminum Optical Fiber Switch Face-PlateN/AN/ACustom designed and built
Arduino Uno - R3SparkFun ElectronicsDEV-11021Multiple suppliers
Electronic Breadboard - Self-AdhesiveSparkFun ElectronicsPRT-12002Multiple suppliers
EasyDriver - Stepper Motor DriverSparkfun ElectronicsROB-12779
12 V, 229 mA Power SupplyPhihongPSM03AMultiple suppliers
Enhanced Sensitivity USB Spectrometer (Vis-NIR)Ocean OpticsUSB2000+VIS-NIR-ES
550 µm, 0.22 NA, SMA-SMA Fiber Patch CableThorlabs, Inc.M37L01
Custom-Built Fiber-Optic ProbeMyriad Fiber ImagingN/A
20% Spectralon Diffuse Reflectance StandardLabsphere, Inc.SRS-20-010
Standard Yellow HighlighterSharpie25005Multiple suppliers, proflavine or fluorescein can be substituted

Riferimenti

  1. Muldoon, T. J., et al. Subcellular-resolution molecular imaging within living tissue by fiber microendoscopy. Opt Express. 15, 16413-16423 (2007).
  2. Rajaram, N., Reichenberg, J. S., Migden, M. R., Nguyen, T. H., Tunnell, J. W. Pilot clinical study for quantitative spectral diagnosis of non-melanoma skin cancer. Lasers....

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Ristampe e Autorizzazioni

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