Name: dual-mode imaging of cutaneous tissue oxygenation and vascular function
Uploaded: 2010-12-08T17:00:00
Duration: 11 min 35 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Dual-mode Imaging of Cutaneous Tissue Oxygenation and Vascular Function at JoVE.com

נתמך על ידי NIH פרסים RO1 HL073087, GM 077185, 069589 ו-GM כדי CKS. העבודה נתמכת גם על ידי מענק מטעם התוכנית הרגנרציה לרפואה של DHLRI. המחברים מודים תמיכה טכנית תשומות קליניים מאנשי הבאה של אוניברסיטת מדינת אוהיו: ד&quot;ר Sabyasachi.Biswas (מרכז פצע מקיף), ד&quot;ר אליסון Spiwak (טכנולוגיה אגף Circulation), יוסף Agoston (אגף Circulation), תומה Shives (אגף Circulation), יוסף יואינג (הנדסת מכונות), סקוט קילינגר (הנדסת מכונות), ו Xiaoyin גה (הנדסת חשמל).

<ol>
	<li>Myers, D. E., Anderson, L. D., Seifert, R. P., Ortner, J. P., Cooper, C. E., Beilman, G. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Noninvasive+method+for+measuring+local+hemoglobin+oxygen+saturation+in+tissue+using+wide+gap+second+derivative+near-infrared+spectroscopy.">Noninvasive method for measuring local hemoglobin oxygen saturation in tissue using wide gap second derivative near-infrared spectroscopy.</a> J Biomed Opt. 10 (3), 034017-034017 (2005).</li><li>Jarm, T., Kragelj, R., Liebert, A., Lukasiewitz, P., Erjavec, T., Preseren-Strukelj, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Postocclusive+reactive+hyperemia+in+healthy+volunteers+and+patients+with+peripheral+vascular+disease+measured+by+three+noninvasive+methods.">Postocclusive reactive hyperemia in healthy volunteers and patients with peripheral vascular disease measured by three noninvasive methods.</a> Adv Exp Med Biol. 530, 661-669 (2003).</li><li>Treacher, D. F., Leach, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Oxygen+transport-1.+Basic+principles.">Oxygen transport-1. Basic principles.</a> Bmj. 317 (7168), 1302-1306 (1998).</li><li>Leach, R. M., Treacher, D. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Oxygen+transport-2.+Tissue+hypoxia.">Oxygen transport-2. Tissue hypoxia.</a> BMJ. 317 (7169), 1370-1373 (1998).</li><li>Sen, C. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Wound+healing+essentials:+let+there+be+oxygen.">Wound healing essentials: let there be oxygen.</a> Wound Repair Regen. 17 (1), 1-18 (2009).</li><li>RL, G. r. e. e. n. m. a. n., Panasyuk, S., Wang, X., TE, L. y. o. n. s., Dinh, T., Longoria, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Early+changes+in+the+skin+microcirculation+and+muscle+metabolism+of+the+diabetic+foot.">Early changes in the skin microcirculation and muscle metabolism of the diabetic foot.</a> Lancet. 366 (9498), 1711-1717 (2005).</li><li>Valvano, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> The use of thermal diffusivity to quantify tissue perfusion [dissertation]. , (1981).</li><li>Hassan, M., Togawa, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Observation+of+skin+thermal+inertia+distribution+during+reactive+hyperaemia+using+a+single-hood+measurement+system.">Observation of skin thermal inertia distribution during reactive hyperaemia using a single-hood measurement system.</a> Physiol Meas. 22 (1), 187-200 (2001).</li><li>Ley, O., Deshpande, C., Prapamcham, B., Naghavi, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Lumped+parameter+thermal+model+for+the+study+of+vascular+reactivity+in+the+fingertip.">Lumped parameter thermal model for the study of vascular reactivity in the fingertip.</a> J Biomech Eng. 130 (3), 031012-031012 (2008).</li><li>Wilson, S. B., Spence, V. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dynamic+thermographic+imaging+method+for+quantifying+dermal+perfusion:+potential+and+limitations.">Dynamic thermographic imaging method for quantifying dermal perfusion: potential and limitations.</a> Med Biol Eng Comput. 27 (5), 496-501 (1989).</li></ol>

אין ניגודי אינטרסים הכריז.

חמצן קיים רקמות ביולוגיות בצורות שונות כגון חמצן המוגלובין או מיוגלובין כבול, חמצן מומס, ו מינים חמצן תגובתי. תחבורה חמצן משחק תפקיד קריטי בשמירה על הכדאיות רקמות תהליכים מטבוליים נורמלי 3. קל חריפה היפוקסיה מתונה תיזום ההסתגלות המטבולית, תקנה כלי הדם, ותגובות angiogenic 4. היפוקסיה אנוקסיה אקסטרים תוביל אנגיוגנזה מספיק ומוות התא. חוסר האיזון בין אספקת החמצן מוגבלת צריכת חמצן מוגברת היא אחד הגורמים העיקריים סיבתי להפרעות רבות כגון פצעים כרוניים 5. במקרה של פצעים איסכמיים, אספקת החמצן הוא מוגבל על ידי חוסר זלוף ולא יכול לענות על הצורך המטבולי של תהליך ריפוי להתפשר פרץ הנשימה פונקציה שמטרתה להילחם בזיהום. הערכה סימולטני של חמצון הרקמות עורית ותפקוד כלי הדם יש משמעות קלינית בניהול בפצעים כרוניים. טכניקת הדמיה היפרספקטראלית הערכות חמצון הרקמה על ידי רקמה עורית ומאיר לזהות רקמה ההחזרה באורכי גל שונים 6. אחד היתרונות הגדולים של הדמיה היפרספקטראלית אינו פולשני ולא לפנות איתור נכסים רקמה תפקודית. עם זאת, מדידת חמצן אמינות עבור רבים מערכות הדמיה היפרספקטראלית מושפע צבע עור אחרים קליטה וריאציות רקע. פער גדול second ספקטרוסקופיה נגזרות פותחה בעבר עם השפעה מינימלית של פיזור בפיגמנטציה של העור 1 למדידת חמצון רקמות. אנו להחיל את העיקרון של ספקטרוסקופיה הנגזרת השנייה הדמיה multispectral, והמחיש את מדידה עקבית של חמצון הרקמות עורית עצמאית עם שינויי צבע העור מדומה. זלוף רקמות נחקרה בעבר על ידי מדידת 7 תרמית רקמות diffusivity. השיטה פותחה על מכסה המנוע יחיד להציג גירוי תרמי רקמות תמונה התגובות דינמי על מנת להעריך את רקמת העור הפצה אינרציה תרמית 8. ניסויים על עור הזרוע האנושית נתון חסימה השרוול העורקי הפגינו קשר לינארי בין אינרציה תרמית זלוף הדם נמדד על ידי דופלר לייזר imager לפני ובמהלך זרימת הדם חסימה 8. מודל bioheat להיכרך שימש גם להעריך את תגובתיות של כלי הדם קצה האצבע במהלך חסימה ורידית plethysmography 9. למרות המאמצים לעיל, לכימות דם בעור זלוף ממדידות טמפרטורה העור הוא מאתגר בגלל חוסר הרגישות, את התלות עובי שומן תת עורי, וגורמים תורמים אחרים כגון vasoconstriction, התרחבות, וחפצי תנועה 10. בפרוטוקול זה, השתמשנו מצלמת אינפרא אדום כדי ללכוד את הדינמיקה הטמפרטורה ברקמה בתגובה לגירוי תרמית בטמפרטורת החדר. גירוי תרמי נבחר כך את האפקט של vasoconstriction ועל התרחבות היה ממוזער. מודלים נוספים מאמצי המדידה הדרושים כדי להתוות קורלציה כמותי אמין בין מדד תפקוד כלי הדם ועל זלוף רקמות העור. ב # 3, השתמשנו שינוי המאוחד עבור שיתוף אחת המשימות. עם זאת, בהתחשב בעובדה שתי מצלמות ממוקמות עם זוויות שונות בחלל 3D, הוא פוטנציאל מדויק יותר להחיל שינוי הקשורות השינוי 3D בין שתי מצלמות. כרגע אנחנו בוחנים בכיוון זה אשר לערב כיול חיצונית של המצלמות ב-3D שטח באמצעות גיאומטריה epipolar.

<!DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD XHTML 1.0 Transitional//EN" "http://www.w3.org/TR/xhtml1/DTD/xhtml1-transitional.dtd">
<html xmlns="http://www.w3.org/1999/xhtml" xml:lang="en" lang="en">	
		
		<div>
		<table border="1">
		<thead>
		<tr>
		<th>Material Name</th>
		<th>Type</th>
		<th>Company</th>
		<th>Catalogue Number</th>
		<th>Comment</th>
		</tr>
		</thead>
		<tbody>
		
<tr>
<td>Higgins Calligraphy waterproof black ink</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Sanford</td>
<td>44314</td>
<td>diluted to 1%</td>
</tr>
<tr>
<td>Hamamatsu ORCA ER deep cooling CCD camera</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Hamamatsu, Bridgewater, NJ</td>
<td>C4742-80-12AG</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Varispec SNIR liquid crystal tunable filter</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Cambridge Research Inc., Cambridge, MA</td>
<td>VIS-10-HC-20</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>ThermoVision A40 infrared camera</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>FLIR Systems Inc.,Sweden</td>
<td>A40</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Thorlabs OSL1 high intensity fiber light source</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Thorlabs</td>
<td>OSL1</td>
<td>&nbsp;</td>		</tbody>
		</table>
		</div>

dual-mode imaging of cutaneous tissue oxygenation and vascular function

הערכה מדויקת של חמצון הרקמות עורית ותפקוד כלי הדם חשוב לגילוי היערכות מתאימה, וטיפול בהפרעות בריאותיות רבות כגון פצעים כרוניים. אנו מדווחים על פיתוח של מערכת כפולה במצב הדמיה עבור הדמיה בלתי פולשנית ללא מגע של חמצון רקמה עורית ועל תפקוד כלי הדם. מערכת הדמיה משולבת מצלמת אינפרא אדום, מצלמת CCD, מסנן גביש נוזלי מתכונן בעוצמה גבוהה סיבים מקור אור. ממשק LabVIEW תוכנת שליטה ציוד, סנכרון, רכישת תמונה, עיבוד, ויזואליזציה. תמונות Multispectral שנתפסו על ידי המצלמה CCD שימשו לשחזר את המפה חמצון רקמות. תמונות thermographic דינמי שנתפסו על ידי מצלמת אינפרא אדום שימשו כדי לשחזר את המפה תפקוד כלי הדם. חמצון הרקמות עורית ותמונות תפקוד כלי הדם היו שיתוף רשום באמצעות סמנים אמונים. מאפייני הביצועים של מערכת מצב כפול התמונה נבדקו בבני אדם.

Watch this Scientific Journal Video about Dual-mode Imaging of Cutaneous Tissue Oxygenation and Vascular Function at JoVE.com

Dual-mode Imaging of Cutaneous Tissue Oxygenation and Vascular Function

מצב כפול הדמיה המערכת פותחה עבור הערכה ללא מגע של חמצון הרקמות עורית ותפקוד כלי הדם.

Dual-mode הדמיה של חמצון רקמות עורית ועל תפקוד כלי הדם

Accurate assessment of cutaneous tissue oxygenation and vascular function is important for appropriate detection, staging, and treatment of many health ...

Research

JoVE Journal

Medicine

Diagnostic Ultrasound Imaging of Mouse Diaphragm Function

אולטראסאונד הדמיה לאבחון של תפקוד העכבר דיאפרגמה

Function analysis of rodent respiratory skeletal muscles, particularly the diaphragm, is commonly performed by isolating muscle strips using invasive ...

Assessment of Vascular Function in Patients With Chronic Kidney Disease

הערכה של תפקוד כלי דם בחולים עם מחלת כליות כרונית

Patients with chronic kidney disease (CKD) have significantly increased risk of cardiovascular disease (CVD) compared to the general population, and this ...

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

גישה המתודולוגית להערכות לא פולשני של תפקוד כלי דם ומורפולוגיה

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

Chronic Thromboembolic Pulmonary Hypertension and Assessment of Right Ventricular Function in the Piglet

תרומבואמבוליים כרוני יתר לחץ דם ריאה והערכה של תפקוד ימין חדרית בחזרזיר

An original piglet model of Chronic Thromboembolic Pulmonary Hypertension (CTEPH) associated with chronic Right Ventricular (RV) dysfunction is described. ...

Visualization of Vascular and Parenchymal Regeneration after 70% Partial Hepatectomy in Normal Mice

ויזואליזציה של התחדשות כלי דם Parenchymal לאחר 70% חלקיות כריתה בעכברים נורמליים

A modified silicone injection procedure was used for visualization of the hepatic vascular tree. This procedure consisted of in-vivo injection of the ...

Calcification of Vascular Smooth Muscle Cells and Imaging of Aortic Calcification and Inflammation

הסתיידות של לתאי השריר החלק בכלי הדם והדמיה של אבי העורקים הסתיידות ודלקת

Cardiovascular disease is the leading cause of morbidity and mortality in the world.  Atherosclerotic plaques, consisting of lipid-laden macrophages and ...

Assessment of Human Adipose Tissue Microvascular Function Using Videomicroscopy

הערכה של רקמת שומן אנושי הפונקציה Microvascular באמצעות Videomicroscopy

While obesity is closely linked to the development of metabolic and cardiovascular disease, little is known about mechanisms that govern these processes. ...

Skeletal Muscle Neurovascular Coupling, Oxidative Capacity, and Microvascular Function with 'One Stop Shop' Near-infrared Spectroscopy

צימוד נוירו-וסקולריים שרירי השלד, קיבולת חמצוני, ופועלים Microvascular עם 'אחד עצור חנות' ספקטרוסקופיית אינפרא אדום

Exercise represents a major hemodynamic stress that demands a highly coordinated neurovascular response in order to match oxygen delivery to metabolic ...

Veno-Venous Extracorporeal Membrane Oxygenation in a Mouse

ממברנה בעיות ורידים-Veno חמצון בעכבר

The use of extracorporeal membrane oxygenation (ECMO) has increased substantially in recent years. ECMO has become a reliable and effective therapy for ...

Measurement of Tissue Oxygenation Using Near-Infrared Spectroscopy in Patients Undergoing Hemodialysis

מדידת חמצון רקמות באמצעות ספקטרוסקופיה אינפרה-אדומה קרובה בחולים העוברים המודיאליזה

Near-infrared spectroscopy (NIRS) has recently been applied as a tool to measure regional oxygen saturation (rSO2), a marker of tissue oxygenation, in ...