Questo lavoro è stato supportato dal Department of Veterans Affairs Rehab R&D Service Career Development Awards (CDA-1, RX002111; CDA-2; RX002928) a RSA, Merit Award (RX002615) e Research Career Scientist Award (RX003134) a MTP, Career Development Award (CDA-2, RX002342) ad AJF, EY028859 a MTP, NEI Core Grant P30EY006360, Research to Prevent Blindness e Foundation Fighting Blindness.

Tutte le procedure descritte sono state approvate dall'Atlanta Veterans Affairs Institutional Animal Care and Use Committee e conformi alla guida del National Institutes of Health per la cura e l'uso degli animali da laboratorio (NIH Publications, 8aedizione, aggiornata nel 2011).
NOTA: il sistema SD-OCT utilizzato per sviluppare il protocollo riportato di seguito è descritto nella tabella dei materiali. Sebbene alcune procedure siano specifiche di questo particolare sistema, l'approccio globale può essere adattato ad altri dispositivi OCT e modelli animali. Inoltre, nel nostro laboratorio, questi protocolli sono comunemente usati nei topi e nei ratti; tuttavia, l'approccio generale può essere adottato per diversi modelli animali e dispositivi SD-OCT a condizione che un individuo abbia l'obiettivo e le capacità corrette sul proprio dispositivo.
1. Impostare l'apparecchiatura per la tomografia a coerenza ottica
<ol><li>Aprire il software SD-OCT (Table of Materials).</li>
	<li>Definire chi sta assumendo l'OCT, lo studio e il braccio di trattamento (se pertinente). Assegna un nome a queste categorie in modo da aiutare i ricercatori a cercare le scansioni desiderate in seguito durante l'analisi dei dati.<ol><li>Nella scheda Paziente/Esame , fare clic su Test Examiner. Selezionare il nome dell'esaminatore. Utilizzare il pulsante Imposta esaminatori e medici per aggiungere nuovi esaminatori.</li>
		<li>Fare clic su Nome studio per definire lo studio . Fare clic sulla scheda Studio per aggiungere un nuovo studio o modificare i trattamenti in uno studio esistente. Fare clic a destra di Seleziona braccio di trattamento per selezionare un braccio di trattamento.</li>
	</ol></li>
	<li>Fare clic sul pulsante Aggiungi paziente , utilizzato per aggiungere un nuovo punto temporale per un intero gruppo. Quando viene visualizzata la finestra, immettere il numero ID, Nome e Cognome. Seleziona Maschio o Femmina. Inserisci la data di nascita.</li>
	<li>Fai clic sul pulsante Aggiungi esame per aggiungere i singoli ratti. Per identificare i ratti, fai clic su un esame. Fai clic su Modifica esame. Immettere il numero ID nella casella Immetti note . Fare clic sul pulsante Salva modifiche .</li>
	<li>Collegare l'obiettivo corretto al dispositivo (Figura 1B), selezionare la configurazione corrispondente nel software e comporre la posizione del braccio di riferimento associata. NOTA: Il sistema SD-OCT descritto ha lenti personalizzate, modelli di scansione preimpostati e impostazioni del braccio di riferimento specifiche per la specie animale e la regione dell'occhio da visualizzare (retina o cornea, topo o ratto). Alcuni di questi dettagli sono specifici del sistema SD-OCT descritto (vedere la tabella dei materiali). Ad esempio, non tutti i dispositivi offrono la regolazione manuale della lunghezza del percorso del braccio di riferimento .</li>
	<li>Nella scheda Paziente/Esame , fare doppio clic sull'esame evidenziato per passare alla scheda Imaging e iniziare l'imaging o semplicemente fare clic sulla scheda Imaging . Se è presente una scansione predefinita, fare clic con il pulsante destro del mouse per eliminarla.</li>
	<li>Caricare un protocollo di scansione preimpostato facendo clic sul pulsante Seleziona un protocollo dall'elenco . In alternativa, aggiungere singole scansioni.</li>
	<li>Per i modelli di ratto di glaucoma e retinopatia diabetica e i modelli murini di degenerazione retinica, scegliere un preset composto da quattro immagini: 2 scansioni OD e 2 OS. Per la miopia del mouse, scegli un preset composto da 8 immagini: 4 OD e 4 scansioni OS. NOTA: L'imaging preimpostato verrà spiegato più dettagliatamente nella Sezione 3. Questo è qualcosa che ogni laboratorio fa per se stesso o con il produttore durante l'installazione in loco.</li>
</ol>2. Anestetizzare l'animale
<ol><li>Somministrare anestetico.<ol><li>Anestetizzare ratti con ketamina (60 mg/kg) e xilazina (7,5 mg/kg) tramite iniezione intraperitoneale.</li>
		<li>Anestetizzare i topi con ketamina (80 mg/kg) e xilazina (16 mg/kg) tramite iniezione intraperitoneale.</li>
		<li>Attendere che gli animali siano completamente anestetizzati e non rispondano al pizzico delle dita dei piedi.</li>
	</ol></li>
	<li>Somministrare gocce di dilatazione della pupilla (1% tropicamide). Attendere che le pupille si dilatino prima di immaginare. NOTA: la dilatazione delle pupille aumenta il campo visivo ma non è un requisito. Le gocce di anestetico locale (cornea) (0,5% di tetracaina) per intorpidire l'occhio dovrebbero essere utilizzate anche se qualcosa toccherà l'occhio (ad esempio, se si applicano lenti a contatto o si utilizza una guida). Una guida è un dispositivo che viene posizionato sopra la testa di scansione e aiuta i principianti ad allineare l'occhio e la testa di scansione.</li>
	<li>Dopo aver anestetizzato il roditore, posizionare il roditore in un sistema di allineamento dei roditori che può ruotare l'animale nello spazio 3-dimensionale (Figura 1A, 1C e 1D). Fornire supporto termico. NOTA: Attualmente, utilizziamo sistemi di allineamento dei roditori per topi e ratti progettati e venduti con il dispositivo SD-OCT.</li>
	<li>Applicare liquidi (ad esempio, salini o lacrime artificiali) per mantenere gli occhi lubrificati. Assicurarsi che l'occhio non si asciughi durante l'imaging in modo che le proprietà ottiche dell'occhio siano mantenute tra le scansioni (quando la cornea è bagnata, la retina può essere vista chiaramente).<ol><li>Assicurati di mantenere l'umidità nell'occhio opposto durante la scansione del primo occhio in modo che non si asciughi.</li>
	</ol></li>
	<li>Utilizzare una delicata pulizia per rimuovere la soluzione salina in eccesso poco prima dell'imaging, poiché troppo o troppo poco lubrificante sull'occhio influenzerà la qualità dell'immagine. NOTA: L'uso di gel lubrificante sterile non è raccomandato durante l'OCT poiché può interferire con l'imaging. Se necessario, dopo la procedura può essere utilizzato gel lubrificante sterile. Una lente a contatto può anche essere applicata per garantire un'adeguata umidità sull'occhio durante il test. Nella nostra esperienza, una lente a contatto non ha fornito un netto miglioramento della qualità dell'immagine, ma le lenti a contatto aiutano a ridurre il rischio di secchezza della cornea durante la sessione di imaging.</li>
</ol>3. Imaging OCT dei roditori
<ol><li>Inizia con un occhio (OS o OD) e immagina l'occhio controlaterale dopo.<ol><li>Posizionare l'animale usando i due movimenti rotazionali del sistema di allineamento dei roditori, in modo tale che lo sguardo sia orizzontale e guardando verso il basso l'asse della lente OCT (Figura 1D).</li>
		<li>Utilizzare lo Strumento di personalizzazione di Office in modalità Esecuzione libera per orientare la retina per la raccolta dei dati. Utilizzare la modalità Aim (facendo clic sul pulsante Mira) inizialmente per una visualizzazione continua delle scansioni B orizzontali e verticali in tempo reale.</li>
		<li>Spostare la testina di scansione più vicino all'occhio fino a quando la retina è visibile (poiché le lenti della retina del topo e del ratto sono a fuoco fisso, spostare la lente verso l'occhio si concentra più in profondità nella retina). Quindi utilizzare il sistema di allineamento dei roditori per regolare la posizione dell'animale su / giù e ruotare / ruotare per posizionare la testa del nervo ottico al centro, rendere orizzontale la scansione orizzontale e verticale la scansione verticale (Figura 1A).</li>
		<li>Regolare la distanza di lavoro in modo che l'immagine retinica sia piatta e non curva.</li>
		<li>Regolate la posizione del braccio di riferimento per mantenere l'immagine vicino alla parte superiore della finestra di visualizzazione. Fai attenzione a non spingere troppo lontano o l'immagine dell'occhio si capovolgerà su se stessa.</li>
	</ol></li>
	<li>Imaging retinico<ol><li>Per i modelli di glaucoma, degenerazione retinica e retinopatia diabetica: definire una scansione del volume composta da 1000 x 100 x 1 (scansioni A x scansioni B x scansioni B ripetute) per la media. Nei ratti, eseguire una scansione del volume di 3 x 3 mm. Nei topi, eseguire una scansione del volume di 1,5 x 1,5 mm.</li>
		<li>Centrare il nervo ottico nell'accesso orizzontale e verticale in modo che la scansione del volume sia al centro. Prenditi del tempo per assicurarti che la testa del nervo ottico sia al centro della scansione e dritta lungo gli assi nasale-temporale e superiore-inferiore (Figura 2). Scansiona e ricentra per assicurarti che sia esattamente al centro, se necessario. Ripetere questa scansione se necessario fino a quando la testa del nervo ottico è centrata e allineata lungo entrambi gli assi. Fai clic sul pulsante Istantanea per scattare una foto. NOTA: alcuni dispositivi SD-OCT hanno la possibilità di manipolare otticamente la curvatura dell'occhio (ad esempio, l'immagine è appiattita) regolando la distanza dell'occhio dalla sorgente luminosa con il braccio di riferimento. Si consiglia di appiattire e centrare le immagini quando si effettuano misurazioni dirette dello spessore attraverso gli strati retinici per migliorare la precisione lungo la direzione antero-posteriore.</li>
		<li>Fare clic sul pulsante Salva per salvare l'immagine.</li>
		<li>Fai una scansione radiale centrata sulla testa del nervo ottico che è 1000 x 4 x 20 (A-scan x B-scan x ripetute B-scans). Utilizzare ripetute scansioni B per migliorare la chiarezza dell'immagine dell'occhio o della retina, che aiuterà a interpretare le regioni dell'occhio o gli strati della retina durante l'analisi dei dati. NOTA: Ancora una volta, nei ratti questa scansione radiale è di 3 mm, mentre nei topi la scansione radiale è di 1,5 mm.</li>
		<li>Salvare l'immagine.</li>
		<li>Ripetere i passaggi da 3.1 a 3.2.5 nell'occhio controlaterale.</li>
	</ol></li>
	<li>Misure di lunghezza assiale<ol><li>Per i progetti che coinvolgono l'imaging dell'intero occhio, come la miopia del topo, eseguire tre scansioni dell'intero occhio e una scansione della retina per ciascun occhio. Scegli un preset che consiste in una scansione radiale di 500 x 20 x 1 e comprende l'intero diametro dell'occhio. NOTA: questa impostazione fornisce un'immagine dell'intera lunghezza dell'occhio del mouse dalla cornea alla coroide.</li>
		<li>Centrare il centro dell'occhio e la retina nel campo visivo. Prendi tre scansioni radiali (scansioni dell'occhio intero): una scansione lineare B che è 1000 x 5 x 2 e due ulteriori scansioni lineari B di 1000 x 5 x 2 nella stessa posizione. Salvare le immagini.</li>
		<li>Successivamente, se lo si desidera, ingrandire ed eseguire una scansione del volume o rettangolare (scansione della retina) simile alla descrizione in 3.2 che consiste in scansioni 1000 x 20 A x scansioni B. Salvare la scansione del volume.</li>
		<li>Ripetere i passaggi da 3.3 a 3.3.3 nell'occhio controlaterale. NOTA: le misurazioni della lunghezza assiale sono possibili solo su occhi piccoli (mouse o più piccoli) poiché la finestra di imaging dei sistemi attuali non è abbastanza grande da catturare un occhio più grande.</li>
	</ol></li>
</ol>4. Fasi post-imaging
<ol><li>Archivia i dati salvati su un cloud, che è una buona pratica per la gestione dei dati e consente un facile accesso per analisi successive. Eseguire analisi dei dati con software personalizzato sviluppato in un programma di modellazione matematica (Table of Materials).</li>
	<li>Rimuovere il roditore dal sistema di allineamento dei roditori e somministrare un'iniezione intraperitoneale di atipamezolo (1 mg/kg per ratti e topi) per invertire gli effetti della xilazina, in modo che il roditore si svegli più rapidamente.</li>
	<li>Consentire ai roditori di recuperare su una piastra elettrica a fuoco basso. Dare ulteriori gocce saline se necessario. Riportare i roditori nella loro gabbia di casa quando hanno riacquistato la deambulazione completa.</li>
	<li>Chiudere il programma e disattivare lo Strumento di personalizzazione di Office.</li>
</ol>5. Post-elaborazione delle immagini OCT
<ol><li>Elaborare le immagini utilizzando un software personalizzato sviluppato in un programma di modellazione matematica per soddisfare specifiche esigenze dello Strumento di personalizzazione (ad esempio, misurare lo spessore delle aree di interesse contrassegnando manualmente le immagini).</li>
	<li>A seconda dello scopo dell'immagine (retina del topo, retina del ratto o miopia/lunghezza assiale), utilizzare uno dei tre diversi programmi:<ol><li>Per l'elaborazione della retina, selezionare le scansioni dello Strumento di personalizzazione di Office da caricare. Innanzitutto, definisci il centro della testa del nervo ottico con un semplice clic.</li>
		<li>Guarda come il programma genera linee verticali che definiscono le distanze su entrambi i lati della testa del nervo ottico. Si noti che nella retina di ratto, queste linee sono a 0,5 mm e 1,2 mm di distanza dal centro della testa del nervo ottico, per un totale di 4 linee verticali che rappresentano gli assi naso-temporale e inferiore-superiore dell'occhio a seconda della scansione radiale B attualmente analizzata. NOTA: Nella retina del topo, queste linee verticali si trovano a 0,25 mm e 0,5 mm dal centro della testa del nervo ottico.</li>
		<li>Delinea i seguenti livelli lungo ogni riga: Lo strato di fibre nervose retiniche (RNFL), lo strato plessiforme interno (IPL), lo strato nucleare interno (INL), lo strato plessiforme esterno (OPL), lo strato nucleare esterno (ONL), la membrana limitante esterna (ELM), i segmenti interni / segmenti esterni (IS / OS), l'epitelio pigmentato retinico (RPE) e lo spessore retinico totale. NOTA: La scansione radiale in genere non ha etichette nasali / temporali e superiori / inferiori quando viene aperta. Le scansioni possono essere create in modo tale da avere un orientamento n/t e s/I, e quelle scansioni in particolare vengono analizzate in seguito.</li>
		<li>Dopo che un'immagine è stata delineata e il programma chiuso, esportare queste misurazioni in un software di foglio di calcolo per l'analisi dei dati.</li>
	</ol></li>
	<li>Utilizzare questi valori di lunghezza e spessore del passaggio 5 per effettuare confronti tra gruppi, ad esempio determinando se esistono differenze regionali (n/t/s/i) o cambiamenti longitudinali.</li>
	<li>Per le misurazioni della retina, determinare innanzitutto se ci sono differenze nell'asse naso-temporale e inferiore-superiore alle distanze di 0,5 mm e 1,2 mm. NOTA: Se non si osservano differenze nei quadranti, le misurazioni di 0,5 mm e 1,2 mm possono essere mediate insieme. Questo è un approccio simile per le scansioni retiniche del topo solo a 0,25 mm e 0,5 mm.</li>
	<li>Per gli studi sulla miopia, utilizzare questo programma per valutare i parametri oculari lungo l'asse ottico dell'occhio. Aprire il programma di modellazione matematica. Innanzitutto, seleziona un'immagine da caricare.<ol><li>Dopo aver caricato l'immagine, contrassegnare manualmente ogni scansione (radiale e B). Contrassegnare i bordi anteriore e posteriore della cornea, della lente, della camera vitreale e della retina, in modo che il programma calcoli lo spessore corneale, lo spessore della lente, la profondità della camera anteriore e vitreale, lo spessore totale della retina, la lunghezza assiale totale.</li>
		<li>Dopo la marcatura, uscire dal programma che richiede un menu di salvataggio. Salva i valori delineati in un software per fogli di calcolo e calcola la media delle tre scansioni separate insieme.</li>
	</ol></li>
</ol>

<ol>
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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=Blast-Mediated+Traumatic+Brain+Injury+Exacerbates+Retinal+Damage+and+Amyloidosis+in+the+APPswePSENd19e+Mouse+Model+of+Alzheimer's+Disease.">Blast-Mediated Traumatic Brain Injury Exacerbates Retinal Damage and Amyloidosis in the APPswePSENd19e Mouse Model of Alzheimer's Disease.</a> Investigative Ophthalmology Visual Science. 60 (7), 2716-2725 (2019).</li><li>Zhang, 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=Advanced+image+processing+for+optical+coherence+tomographic+angiography+of+macular+diseases.">Advanced image processing for optical coherence tomographic angiography of macular diseases.</a> Biomedical Optics Express. 6 (12), 4661-4675 (2015).</li><li>Muhlfriedel, R., 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=Optimized+Subretinal+Injection+Technique+for+Gene+Therapy+Approaches.">Optimized Subretinal Injection Technique for Gene Therapy Approaches.</a> Methods in Molecular Biology. 1834, 405-412 (2019).</li><li>Adekunle, A. 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=Integration+of+Perforated+Subretinal+Prostheses+With+Retinal+Tissue.">Integration of Perforated Subretinal Prostheses With Retinal Tissue.</a> Translational Vision Science &amp; Technology. 4 (4), 5 (2015).</li><li>Sajdak, B. 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=Noninvasive+imaging+of+the+tree+shrew+eye:+Wavefront+analysis+and+retinal+imaging+with+correlative+histology.">Noninvasive imaging of the tree shrew eye: Wavefront analysis and retinal imaging with correlative histology.</a> Experimental Eye Research. 185, 107683 (2019).</li><li>Dominik Fischer, 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=Detailed+functional+and+structural+characterization+of+a+macular+lesion+in+a+rhesus+macaque.">Detailed functional and structural characterization of a macular lesion in a rhesus macaque.</a> Documenta Ophthalmologica. 125 (3), 179-194 (2012).</li><li>Hagag, A. M., Gao, S. S., Jia, Y., Huang, D. <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+angiography:+Technical+principles+and+clinical+applications+in+ophthalmology.">Optical coherence tomography angiography: Technical principles and clinical applications in ophthalmology.</a> Taiwan Journal of Ophthalmology. 7 (3), 115-129 (2017).</li><li>Treister, A. D., 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=Prevalence+of+Subclinical+CNV+and+Choriocapillaris+Nonperfusion+in+Fellow+Eyes+of+Unilateral+Exudative+AMD+on+OCT+Angiography.">Prevalence of Subclinical CNV and Choriocapillaris Nonperfusion in Fellow Eyes of Unilateral Exudative AMD on OCT Angiography.</a> Translational Vision Science &amp; Technology. 7 (5), 19 (2018).</li></ol>

Gli autori non hanno nulla da rivelare.

L'imaging ad alta risoluzione delle strutture oculari in vivo consente di valutare i cambiamenti retinici e oculari nel tempo. In questo protocollo, SD-OCT ha dimostrato di catturare le differenze nelle strutture oculari in vivo in modelli di degenerazione retinica, glaucoma, retinopatia diabetica e miopia.
L'aspetto più critico quando si esegue SD-OCT è ottenere un'immagine chiara della retina o di un'altra struttura oculare di interesse. È importante prendersi del tempo per assicurarsi ch...

La tomografia a coerenza ottica di dominio spettrale (SD-OCT) è una modalità di imaging precisa e ad alta risoluzione che consente a medici e ricercatori di esaminare le strutture oculari in modo non invasivo. Questa tecnica di imaging si basa sull'interferometria per catturare immagini retiniche tridimensionali in vivo su scala micrometrica 1,2. È diventata una delle modalità di imaging più frequentemente utilizzate nella ricerca visiva e nella clinica a causa della facile individuazione e accuratezza di caratteristiche patologiche come difetti strutturali e / o assottigliamento degli strati retinici e del liquido sottoretinico3. Nella ricerca che utilizza modelli animali di disturbi visivi, SD-OCT ha fornito analisi essenziali non invasive delle relazioni tra struttura e funzione e delle loro origini istopatologiche4. Grazie alla sua risoluzione (fino a 2-3 micron, a seconda della profondità nell'occhio5), SD-OCT ha la capacità di rilevare anche piccoli cambiamenti nello spessore dello strato retinico. Questo tipo di analisi può fornire informazioni essenziali per la progressione della malattia e valutare l'efficacia dei metodi neuroprotettivi e dei trattamenti per i disturbi della vista.
SD-OCT è un'alternativa non invasiva all'esame istologico della struttura e i due hanno dimostrato di essere correlati6. Mentre SD-OCT non raggiunge la risoluzione cellulare, consente studi longitudinali negli animali. Ciò è vantaggioso perché la progressione della malattia può essere monitorata nei singoli animali nel tempo invece di dover eutanasia sugli animali in punti temporali specifici. Man mano che le tecniche di imaging continuano a migliorare, anche la tecnologia SD-OCT progredirà, fornendo una migliore qualità dell'immagine e la capacità di valutare i processi biologici come la funzione dei vasi sanguigni retinici in dettaglio. Fin dal suo avvento nel 1991, la tecnologia SD-OCT ha visto enormi progressi in termini di risoluzione, velocità e sensibilità7.
Il presente studio utilizza un sistema SD-OCT per quantificare i cambiamenti negli strati retinici nei modelli di roditori di degenerazione retinica, glaucoma e retinopatia diabetica. Il sistema SD-OCT utilizzato qui è un sistema OCT di dominio di Fourier che utilizza luce a bassa potenza nel vicino infrarosso per acquisire, elaborare e memorizzare immagini risolte in profondità in tempo reale. Il sistema SD-OCT ha esteso la capacità di imaging della profondità nella banda di lunghezza d'onda di 800 nm, fornendo una profondità di 8 mm e una risoluzione di 4 μm. Nel rilevamento del dominio di Fourier, il segnale di interferenza tra la luce diffusa dal tessuto e un percorso di riferimento è trasformato di Fourier per costruire scansioni assiali e/o profili di profondità assiale di intensità diffusa8. Per gli studi qui, il fascio OCT viene scansionato sulla struttura retinica desiderata mentre acquisisce in serie scansioni assiali. In genere, un modello di scansione acquisisce la griglia bidimensionale (B-Scans) come una raccolta di linee di scansione lineari unidimensionali (A-Scans), che corrispondono a immagini in sezione trasversale 2D utilizzando un modello di scansione raster. Per gli studi incentrati sulla miopia nei topi, questo sistema viene utilizzato anche per misurare le dimensioni delle strutture oculari (ad esempio, spessore della cornea, spessore del cristallino, profondità della camera vitreale e lunghezza assiale).
L'attuale sistema consente agli utenti di progettare i propri protocolli, creando scansioni che possono essere personalizzate e selezionate in base alle strutture oculari di interesse. Le scansioni principali presenti in questi protocolli definiti dall'utente rendono questa tecnica di imaging facile da usare. Per l'analisi delle immagini, abbiamo sviluppato una programmazione personalizzata in un programma di modellazione matematica. SD-OCT è un potente strumento per identificare e quantificare in modo non invasivo i cambiamenti patomorfologici nelle strutture oculari e monitorare la progressione della malattia correlata alla vista.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>1% tropicamide</td>
			<td>Sandoz</td>
			<td>Sandoz #6131403550; NDC- 24208-585-59</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>0.5% tetracaine</td>
			<td>Alcon</td>
			<td>NDC 0065-0741-12</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>AIM-RAS G3 120 V</td>
			<td>Leica Bioptigen</td>
			<td>90-AIMRAS-G3-120</td>
			<td>Specialized platform to hold the OCT Scanner Head for mice</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Celluvisc gel</td>
			<td>REFRESH CELLUVISC</td>
			<td>#4554; NDC-0023-4554-30</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>G3 18 mm Telecentric Lens</td>
			<td>Leica Bioptigen</td>
			<td>90-BORE-G3-18</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>G3 Mouse Lens</td>
			<td>Leica Bioptigen</td>
			<td>90-BORE-G3-M</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>G3 Rat Lens</td>
			<td>Leica Bioptigen</td>
			<td>90-BORE-G3-R</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>heating pad</td>
			<td>Fabrication</td>
			<td>11-1130</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>InVivoVue software</td>
			<td>Leica Bioptigen</td>
			<td></td>
			<td>Specialized software that pairs with the Leica Bioptigen SD-OCT system</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MATLAB</td>
			<td>Mathworks</td>
			<td></td>
			<td>mathematical modeling program</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mouse/Rat Kit</td>
			<td>Leica Bioptigen</td>
			<td>90-KIT-M/R</td>
			<td>Mouse/rat rodent alignment system</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>saline</td>
			<td>ADDIPAK</td>
			<td>200-39</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>System Envisu R4300 VHR 120 V</td>
			<td>Leica Bioptigen</td>
			<td>90-R4300-V1-120</td>
			<td>SD-OCT system</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

in vivo structural assessments of ocular disease in rodent models using optical coherence tomography

La tomografia a coerenza ottica di dominio spettrale (SD-OCT) è utile per visualizzare le strutture retiniche e oculari in vivo. Nella ricerca, SD-OCT è uno strumento prezioso per valutare e caratterizzare i cambiamenti in una varietà di modelli di malattie e lesioni retiniche e oculari. Nei modelli di degenerazione retinica indotta dalla luce, SD-OCT può essere utilizzato per tracciare l'assottigliamento dello strato di fotorecettore nel tempo. Nei modelli di glaucoma, SD-OCT può essere utilizzato per monitorare la diminuzione dello strato di fibre nervose retiniche e lo spessore totale della retina e per osservare la coppettazione del nervo ottico dopo aver indotto ipertensione oculare. Nei roditori diabetici, SD-OCT ha aiutato i ricercatori a osservare una diminuzione dello spessore retinico totale e una diminuzione dello spessore di specifici strati retinici, in particolare lo strato di fibre nervose retiniche con progressione della malattia. Nei modelli murini di miopia, SD-OCT può essere utilizzato per valutare i parametri assiali, come le variazioni della lunghezza assiale. I vantaggi di SD-OCT includono l'imaging in vivo delle strutture oculari, la capacità di tracciare quantitativamente i cambiamenti nelle dimensioni oculari nel tempo, la sua rapida velocità di scansione e alta risoluzione. Qui, descriviamo in dettaglio i metodi di SD-OCT e mostriamo esempi del suo utilizzo nel nostro laboratorio in modelli di degenerazione retinica, glaucoma, retinopatia diabetica e miopia. I metodi includono l'anestesia, l'imaging SD-OCT e l'elaborazione delle immagini per le misurazioni dello spessore.

SD-OCT è considerato di successo se si ottengono immagini di alta qualità in modo tale che le dimensioni oculari possano essere misurate in modo affidabile. Qui, una varietà di usi di SD-OCT sono illustrati utilizzando modelli di degenerazione retinica, glaucoma, retinopatia diabetica e miopia.
In un modello di degenerazione retinica indotta dalla luce (LIRD), l'esposizione alla luce intensa (10.000 lux) induce la degenerazione delle cellule fotorecettrici nella retina9</s...

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In vivo Structural Assessments of Ocular Disease in Rodent Models using Optical Coherence Tomography

Qui, descriviamo l'uso della tomografia a coerenza ottica di dominio spettrale (SD-OCT) per visualizzare strutture retiniche e oculari in vivo in modelli di degenerazione retinica, glaucoma, retinopatia diabetica e miopia.

Valutazioni strutturali in vivo della malattia oculare in modelli di roditori mediante tomografia a coerenza ottica

Spectral-domain optical coherence tomography (SD-OCT) is useful for visualizing retinal and ocular structures in vivo. In research, SD-OCT is a valuable ...

in-vivo-structural-assessments-ocular-disease-rodent-models-using

Research

JoVE Journal

Bioengineering

2.8K Views.  Atlanta Veterans Affairs Medical Center. Qui, descriviamo l'uso della tomografia a coerenza ottica di dominio spettrale (SD-OCT) per visualizzare strutture retiniche e oculari in vivo in modelli di degenerazione retinica, glaucoma, retinopatia diabetica e miopia.

Video: In vivo Structural Assessments of Ocular Disease in Rodent Models using Optical Coherence Tomography

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.

Tridimensionale con risoluzione ottica Microscopia fotoacustico

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

Ricerca

Bioingegneria

Multiparametric Optical Mapping of the Langendorff-perfused Rabbit Heart

Optical imaging and fluorescent probes have significantly advanced research methodology in the field of cardiac electrophysiology in ways that could not have been accomplished by other approaches1. With the use of the calcium- and voltage-sensitive dyes, optical mapping allows measurement of transmembrane action potentials and calcium transients with high spatial resolution without the physical contact with the tissue. This makes measurements of the cardiac electrical activity possible under many conditions where the use of electrodes is inconvenient or impossible1. For example, optical recordings provide accurate morphological changes of membrane potential during and immediately after stimulation and defibrillation, while conventional electrode techniques suffer from stimulus-induced artifacts during and after stimuli due to electrode polarization1. 
The Langendorff-perfused rabbit heart is one of the most studied models of human heart physiology and pathophysiology. Many types of arrhythmias observed clinically could be recapitulated in the rabbit heart model. It was shown that wave patterns in the rabbit heart during ventricular arrhythmias, determined by effective size of the heart and the wavelength of reentry, are very similar to that in the human heart2. It was also shown that critical aspects of excitation-contraction (EC) coupling in rabbit myocardium, such as the relative contribution of sarcoplasmic reticulum (SR), is very similar to human EC coupling3. Here we present the basic procedures of optical mapping experiments in Langendorff-perfused rabbit hearts, including the Langendorff perfusion system setup, the optical mapping systems setup, the isolation and cannulation of the heart, perfusion and dye-staining of the heart, excitation-contraction uncoupling, and collection of optical signals. These methods could be also applied to the heart from species other than rabbit with adjustments to flow rates, optics, solutions, etc.
Two optical mapping systems are described. The panoramic mapping system is used to map the entire epicardium of the rabbit heart4-7. This system provides a global view of the evolution of reentrant circuits during arrhythmogenesis and defibrillation, and has been used to study the mechanisms of arrhythmias and antiarrhythmia therapy8,9. The dual mapping system is used to map the action potential (AP) and calcium transient (CaT) simultaneously from the same field of view10-13. This approach has enhanced our understanding of the important role of calcium in the electrical alternans and the induction of arrhythmia14-16.

This article describes the basic procedures for conducting optical mapping experiments in the Langendorff-perfused rabbit heart using the panoramic imaging system, and the dual (voltage and calcium) imaging modality.

Multiparametrica mappatura ottica del Langendorff-perfuso Rabbit Heart

Optical imaging and fluorescent probes have significantly advanced research methodology in the field of cardiac electrophysiology in ways that could not ...

Optical Mapping of Action Potentials and Calcium Transients in the Mouse Heart

The mouse heart is a popular model for cardiovascular studies due to the existence of low cost technology for genetic engineering in this species. Cardiovascular physiological phenotyping of the mouse heart can be easily done using fluorescence imaging employing various probes for transmembrane potential (Vm), calcium transients (CaT), and other parameters. Excitation-contraction coupling is characterized by action potential and intracellular calcium dynamics; therefore, it is critically important to map both Vm and CaT simultaneously from the same location on the heart1-4. Simultaneous optical mapping from Langendorff perfused mouse hearts has the potential to elucidate mechanisms underlying heart failure, arrhythmias, metabolic disease, and other heart diseases. Visualization of activation, conduction velocity, action potential duration, and other parameters at a myriad of sites cannot be achieved from cellular level investigation but is well solved by optical mapping1,5,6. In this paper we present the instrumentation setup and experimental conditions for simultaneous optical mapping of Vm and CaT in mouse hearts with high spatio-temporal resolution using state-of-the-art CMOS imaging technology. Consistent optical recordings obtained with this method illustrate that simultaneous optical mapping of Langendorff perfused mouse hearts is both feasible and reliable.

This paper details the dissection procedure, instrumental setup, and experimental conditions during optical mapping of transmembrane potential (Vm) and intracellular calcium transient (CaT) in intact isolated Langendorff perfused mouse hearts.

Mappatura ottico dei potenziali d&#39;azione e transitori Calcio nel Cuore mouse

The mouse heart is a popular model for cardiovascular studies due to the existence of low cost technology for genetic engineering in this species. ...

A Cre-Lox P Recombination Approach for the Detection of Cell Fusion In Vivo

The ability of two or more cells of the same type to fuse has been utilized in metazoans throughout evolution to form many complex organs, including skeletal muscle, bone and placenta. Contemporary studies demonstrate fusion of cells of the same type confers enhanced function. For example, when the trophoblast cells of the placenta fuse to form the syncytiotrophoblast, the syncytiotrophoblast is better able to transport nutrients and hormones across the maternal-fetal barrier than unfused trophoblasts1-4. More recent studies demonstrate fusion of cells of different types can direct cell fate. The "reversion" or modification of cell fate by fusion was once thought to be limited to cell culture systems. But the advent of stem cell transplantation led to the discovery by us and others that stem cells can fuse with somatic cells in vivo and that fusion facilitates stem cell differentiation5-7. Thus, cell fusion is a regulated process capable of promoting cell survival and differentiation and thus could be of central importance for development, repair of tissues and even the pathogenesis of disease.
Limiting the study of cell fusion, is lack of appropriate technology to 1) accurately identify fusion products and to 2) track fusion products over time. Here we present a novel approach to address both limitations via induction of bioluminescence upon fusion (Figure 1); bioluminescence can be detected with high sensitivity in vivo8-15. We utilize a construct encoding the firefly luciferase (Photinus pyralis) gene placed adjacent to a stop codon flanked by LoxP sequences. When cells expressing this gene fuse with cells expressing the Cre recombinase protein, the LoxP sites are cleaved and the stop signal is excised allowing transcription of luciferase. Because the signal is inducible, the incidence of false-positive signals is very low. Unlike existing methods which utilize the Cre/LoxP system16, 17, we have incorporated a "living" detection signal and thereby afford for the first time the opportunity to track the kinetics of cell fusion in vivo.
To demonstrate the approach, mice ubiquitously expressing Cre recombinase served as recipients of stem cells transfected with a construct to express luciferase downstream of a floxed stop codon. Stem cells were transplanted via intramyocardial injection and after transplantation intravital image analysis was conducted to track the presence of fusion products in the heart and surrounding tissues over time. This approach could be adapted to analyze cell fusion in any tissue type at any stage of development, disease or adult tissue repair.

A Cre-Lox P Recombination Approach for the Detection of Cell Fusion In Vivo

A method to track cell fusion in living organisms over time is described. The approach utilizes Cre-LoxP recombination to induce luciferase expression upon cell fusion. The luminescent signal generated can be detected in living organisms using biophotonic imaging systems with a sensitivity of detection of &tilde;1,000 cells in peripheral tissues.

Un Cre-Lox P approccio ricombinazione per la rilevazione di fusione cellulare In Vivo</em

The ability of two or more cells of the same type to fuse has been utilized in metazoans throughout evolution to form many complex organs, including ...

Evaluation of Biomaterials for Bladder Augmentation using Cystometric Analyses in Various Rodent Models

Renal function and continence of urine are critically dependent on the proper function of the urinary bladder, which stores urine at low pressure and expels it with a precisely orchestrated contraction. A number of congenital and acquired urological anomalies including posterior urethral valves, benign prostatic hyperplasia, and neurogenic bladder secondary to spina bifida/spinal cord injury can result in pathologic tissue remodeling leading to impaired compliance and reduced capacity1. Functional or anatomical obstruction of the urinary tract is frequently associated with these conditions, and can lead to urinary incontinence and kidney damage from increased storage and voiding pressures2. Surgical implantation of gastrointestinal segments to expand organ capacity and reduce intravesical pressures represents the primary surgical treatment option for these disorders when medical management fails3. However, this approach is hampered by the limitation of available donor tissue, and is associated with significant complications including chronic urinary tract infection, metabolic perturbation, urinary stone formation, and secondary malignancy4,5.
Current research in bladder tissue engineering is heavily focused on identifying biomaterial configurations which can support regeneration of tissues at defect sites. Conventional 3-D scaffolds derived from natural and synthetic polymers such as small intestinal submucosa and poly-glycolic acid have shown some short-term success in supporting urothelial and smooth muscle regeneration as well as facilitating increased organ storage capacity in both animal models and in the clinic6,7. However, deficiencies in scaffold mechanical integrity and biocompatibility often result in deleterious fibrosis8, graft contracture9, and calcification10, thus increasing the risk of implant failure and need for secondary surgical procedures. In addition, restoration of normal voiding characteristics utilizing standard biomaterial constructs for augmentation cystoplasty has yet to be achieved, and therefore research and development of novel matrices which can fulfill this role is needed.
In order to successfully develop and evaluate optimal biomaterials for clinical bladder augmentation, efficacy research must first be performed in standardized animal models using detailed surgical methods and functional outcome assessments. We have previously reported the use of a bladder augmentation model in mice to determine the potential of silk fibroin-based scaffolds to mediate tissue regeneration and functional voiding characteristics.11,12 Cystometric analyses of this model have shown that variations in structural and mechanical implant properties can influence the resulting urodynamic features of the tissue engineered bladders11,12. Positive correlations between the degree of matrix-mediated tissue regeneration determined histologically and functional compliance and capacity evaluated by cystometry were demonstrated in this model11,12. These results therefore suggest that functional evaluations of biomaterial configurations in rodent bladder augmentation systems may be a useful format for assessing scaffold properties and establishing in vivo feasibility prior to large animal studies and clinical deployment. In the current study, we will present various surgical stages of bladder augmentation in both mice and rats using silk scaffolds and demonstrate techniques for awake and anesthetized cystometry.

Surgical stages of bladder augmentation are described using 3-D scaffolds in murine and rat models. To test the efficacy of biomaterial configurations for use in bladder augmentation, techniques for both awake and anesthetized cystometry are presented.

Valutazione di Biomateriali per l&#39;ampliamento vescicale con analisi cistometrici in modelli di roditori vari

Renal function and continence of urine are critically dependent on the proper function of the urinary bladder, which stores urine at low pressure and ...

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.

Integrato oftalmoscopia fotoacustico e Spectral-dominio Optical Coherence Tomography

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

Anatomical Reconstructions of the Human Cardiac Venous System using Contrast-computed Tomography of Perfusion-fixed Specimens

A detailed understanding of the complexity and relative variability within the human cardiac venous system is crucial for the development of cardiac devices that require access to these vessels. For example, cardiac venous anatomy is known to be one of the key limitations for the proper delivery of cardiac resynchronization therapy (CRT)1 Therefore, the development of a database of anatomical parameters for human cardiac venous systems can aid in the design of CRT delivery devices to overcome such a limitation. In this research project, the anatomical parameters were obtained from 3D reconstructions of the venous system using contrast-computed tomography (CT) imaging and modeling software (Materialise, Leuven, Belgium). The following parameters were assessed for each vein: arc length, tortuousity, branching angle, distance to the coronary sinus ostium, and vessel diameter.
	CRT is a potential treatment for patients with electromechanical dyssynchrony. Approximately 10-20% of heart failure patients may benefit from CRT2. Electromechanical dyssynchrony implies that parts of the myocardium activate and contract earlier or later than the normal conduction pathway of the heart. In CRT, dyssynchronous areas of the myocardium are treated with electrical stimulation. CRT pacing typically involves pacing leads that stimulate the right atrium (RA), right ventricle (RV), and left ventricle (LV) to produce more resynchronized rhythms. The LV lead is typically implanted within a cardiac vein, with the aim to overlay it within the site of latest myocardial activation. 
	We believe that the models obtained and the analyses thereof will promote the anatomical education for patients, students, clinicians, and medical device designers. The methodologies employed here can also be utilized to study other anatomical features of our human heart specimens, such as the coronary arteries. To further encourage the educational value of this research, we have shared the venous models on our free access website: <a href="http://www.vhlab.umn.edu/atlas" target="_blank">www.vhlab.umn.edu/atlas</a>.

The objective of this research is to recreate and then access the anatomy of the human cardiac venous system using 3D reconstructions generated from contrast-computed tomography scans.

Ricostruzioni anatomiche del sistema umano venoso cardiaco utilizzando Contrasto-tomografia computerizzata di campioni di perfusione-fissi

A detailed  understanding of the complexity and relative variability within the human  cardiac venous system is crucial for the development of cardiac ...

In Vivo Quantitative Assessment of Myocardial Structure, Function, Perfusion and Viability Using Cardiac Micro-computed Tomography

The use of Micro-Computed Tomography (MicroCT) for in vivo studies of small animals as models of human disease has risen tremendously due to the fact that MicroCT provides quantitative high-resolution three-dimensional (3D) anatomical data non-destructively and longitudinally. Most importantly, with the development of a novel preclinical iodinated contrast agent called eXIA160, functional and metabolic assessment of the heart became possible. However, prior to the advent of commercial MicroCT scanners equipped with X-ray flat-panel detector technology and easy-to-use cardio-respiratory gating, preclinical studies of cardiovascular disease (CVD) in small animals required a MicroCT technologist with advanced skills, and thus were impractical for widespread implementation. The goal of this work is to provide a practical guide to the use of the high-speed Quantum FX MicroCT system for comprehensive determination of myocardial global and regional function along with assessment of myocardial perfusion, metabolism and viability in healthy mice and in a cardiac ischemia mouse model induced by permanent occlusion of the left anterior descending coronary artery (LAD).

In Vivo Quantitative Assessment of Myocardial Structure, Function, Perfusion and Viability Using Cardiac Micro-computed Tomography

This method outlines the use of Quantum Micro-Computed Tomography (MicroCT) to assess cardiac morphology, function, perfusion, metabolism and viability with iodinated contrast agent in mice with experimentally-induced myocardial ischemia. The technique can be applied for non-destructive high-throughput longitudinal in vivo imaging of various animal models of human heart disease.

In Vivo quantitativa valutazione della struttura del miocardio, la funzione, la perfusione e sostenibilità Utilizzando cardiaca micro-tomografia computerizzata

The use of Micro-Computed Tomography (MicroCT) for in vivo studies of small animals as models of human disease has risen tremendously due to the fact that ...

Multimodal Volumetric Retinal Imaging by Oblique Scanning Laser Ophthalmoscopy (oSLO) and Optical Coherence Tomography (OCT)

While fluorescence imaging is widely used in ophthalmology, a large field of view (FOV) three-dimensional (3D) fluorescence retinal image is still a big challenge with the state-of-the-art retinal imaging modalities because they would require z-stacking to compile a volumetric dataset. Newer optical coherence tomography (OCT) and OCT angiography (OCTA) systems overcome these restrictions to provide three-dimensional (3D) anatomical and vascular images, but the dye-free nature of OCT cannot visualize leakage indicative of vascular dysfunction. This protocol describes a novel oblique scanning laser ophthalmoscopy (oSLO) technique that provides 3D volumetric fluorescence retinal imaging. The setup of the imaging system generates the oblique scanning by a dove tail slider and aligns the final imaging system at an angle to detect fluorescent cross-sectional images. The system uses the laser scanning method, and therefore, allows an easy incorporation of OCT as a complementary volumetric structural imaging modality. In vivo imaging on rat retina is demonstrated here. Fluorescein solution is intravenously injected to produce volumetric fluorescein angiography (vFA).

Multimodal Volumetric Retinal Imaging by Oblique Scanning Laser Ophthalmoscopy oSLO and Optical Coherence Tomography OCT

Here, we present a protocol to get a large field of view (FOV) three-dimensional (3D) fluorescence and OCT retinal image by using a novel imaging multimodal platform. We will introduce the system setup, the method of alignment, and the operational protocols. In vivo imaging will be demonstrated, and representative results will be provided.

Multimodale Imaging retinico volumetrica da Oblique scansione Laser oftalmoscopia (oSLO) e tomografia a coerenza ottica (OCT)

While fluorescence imaging is widely used in ophthalmology, a large field of view (FOV) three-dimensional (3D) fluorescence retinal image is still a big ...

Nondestructive Monitoring of Degradable Scaffold-Based Tissue-Engineered Blood Vessel Development Using Optical Coherence Tomography

Engineered vascular grafts with structural and mechanical properties similar to natural blood vessels are expected to meet the growing demand for arterial bypass. Characterization of the growth dynamics and remodeling process of degradable polymer scaffold-based tissue-engineered blood vessels (TEBVs) with pulsatile stimulation is crucial for vascular tissue engineering. Optical imaging techniques stand out as powerful tools for monitoring vascularization of engineered tissue enabling high-resolution imaging in real-time culture. This paper demonstrates a nondestructive and fast real-time imaging strategy to monitor the growth and remodeling of TEBVs in long-term culture by using optical coherence tomography (OCT). Geometric morphology is evaluated, including vascular remodeling process, wall thickness, and comparison of TEBV thickness in different culture time points and presence of pulsatile stimulation. Finally, OCT provides practical possibilities for real-time observation of the degradation of polymer in the reconstructing tissues under pulsatile stimulation or not and in each vessel segment, by compared with the assessment of polymer degradation using scanning electron microscopic(SEM) and polarized microscope.

A step by step protocol for nondestructive and long-period monitoring the process of vascular remodeling and scaffold degradation in real-time culture of biodegradable polymeric scaffold-based tissue-engineered blood vessels with pulsatile stimulation using optical coherence tomography is described here.

Non distruttive monitoraggio dello sviluppo del vaso sanguigno tessutale basati su Scaffold degradabile usando la tomografia a coerenza ottica

Engineered vascular grafts with structural and mechanical properties similar to natural blood vessels are expected to meet the growing demand for arterial ...