Name: integrated photoacoustic ophthalmoscopy and spectral-domain optical coherence tomography
Uploaded: 2013-01-15T12:00:00
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Ringraziamo il generoso sostegno della National Science Foundation (CARRIERA CBET-1055379) e il National Institutes of Health (1RC4EY021357, 1R01EY019951). Riconosciamo inoltre il sostegno della Cina Borsa di studio del Consiglio a Song Wei.

1. Configurazione di sistema <ol><li> PAOM sottosistema <ol><li> Illuminazione fonte: un laser Nd: YAG (SPOT-10-100, Elforlight Ltd, Regno Unito: 20 μJ / impulso, 2 nsec durata dell&#39;impulso, 30 kHz frequenza cardiaca massima di ripetizione). </li><li> L&#39;uscita laser a 1064 nm è a frequenza doppia di 532 nm da una beta-bario-borato (BBO) cristallo (CasTech, San Jose, CA). Dopo un&#39;ulteriore suddivisione da uno specchio linea laser, luce 532 nm viene erogata attraverso una modalità singola fibra o...

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	<li>Kinyoun, J. L., Martin, D. C., Fujimoto, W. Y., Leonetti, D. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ophthalmoscopy+versus+fundus+photographs+for+detecting+and+grading+diabetic+retinopathy.">Ophthalmoscopy versus fundus photographs for detecting and grading diabetic retinopathy.</a> Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 33 (6), 1888-1893 (1992).</li><li>Schuman, J. S., Wollstein, G., Farra, T., Hertzmark, E., Aydin, A., Fujimoto, J. G., Paunescu, L. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparison+of+optic+nerve+head+measurements+obtained+by+optical+coherence+tomography+and+confocal+scanning+laser+ophthalmoscopy.">Comparison of optic nerve head measurements obtained by optical coherence tomography and confocal scanning laser ophthalmoscopy.</a> Am. J. Ophthalmol. 135 (4), 504-512 (2003).</li><li>Str&#248;m, C., Sander, B., Larsen, N., Larsen, M., Lund-Andersen, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Diabetic+macular+edema+assessed+with+optical+coherence+tomography+and+stereo+fundus+photography.">Diabetic macular edema assessed with optical coherence tomography and stereo fundus photography.</a> Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 43 (1), 241-245 (2002).</li><li>Hu, S., Maslov, K., Wang, L. V. <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+Optical-resolution+Photoacoustic+Microscopy.">Three-dimensional Optical-resolution Photoacoustic Microscopy.</a> J. Vis. Exp. (51), e2729 (2011).</li><li>Wang, L. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multiscale+photoacoustic+microscopy+and+computed+tomography.">Multiscale photoacoustic microscopy and computed tomography.</a> Nat. Photonics. 3 (9), 503-509 (2009).</li><li>Jiao, S., Jiang, M., Hu, J., Fawzi, A., Zhou, Q., Shung, K. K., Puliafito, C. A., Zhang, H. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Photoacoustic+ophthalmoscopy+for+in+vivo+retinal+imaging.">Photoacoustic ophthalmoscopy for in vivo retinal imaging.</a> Opt. Express. 18 (4), 3967-3972 (2010).</li><li>Wei, Q., Liu, T., Jiao, S., Zhang, H. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Image+chorioretinal+vasculature+in+albino+rats+using+photoacoustic+ophthalmoscopy.">Image chorioretinal vasculature in albino rats using photoacoustic ophthalmoscopy.</a> J. Mod. Optic. 58 (21), 1997-2001 (2011).</li><li>Liu, T., Wei, Q., Wang, J., Jiao, S., Zhang, <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=H.F+Combined+photoacoustic+microscopy+and+optical+coherence+tomography+can+measure+metabolic+rate+of+oxygen.">H.F Combined photoacoustic microscopy and optical coherence tomography can measure metabolic rate of oxygen.</a> Biomed. Opt. Express. 2 (5), 1359-1365 (2011).</li><li>Yu, D., Cringle, S. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Oxygen+distribution+and+consumption+within+the+retina+in+vascularised+and+avascular+retinas+and+in+animal+models+of+retinal+disease.">Oxygen distribution and consumption within the retina in vascularised and avascular retinas and in animal models of retinal disease.</a> Prog. Retin. Eye Res. 20 (2), 175-208 (2001).</li><li>Song, W., Wei, Q., Liu, T., Kuai, D., Burke, J. M., Jiao, S., Zhang, H. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Integrating+photoacoustic+ophthalmoscopy+with+scanning+laser+ophthalmoscopy,+optical+coherence+tomography,+and+fluorescein+angiography+for+a+multimodal+retinal+imaging+platform.">Integrating photoacoustic ophthalmoscopy with scanning laser ophthalmoscopy, optical coherence tomography, and fluorescein angiography for a multimodal retinal imaging platform.</a> J. Biomed. Opt. 17 (6), 061206 (2012).</li><li>Mark, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Brezinski Optical Coherence Tomography: Principles and Applications. , (2006).</li><li>Hu, S., Rao, B., Maslov, K., Wang, L. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Label-free+photoacoustic+ophthalmic+angiography.">Label-free photoacoustic ophthalmic angiography.</a> Opt. Lett. 35 (1), 1-3 (2010).</li><li>Zhang, H. F., Maslov, K., Wang, L. V. <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+imaging+of+subcutaneous+structures+using+functional+photoacoustic+microscopy.">In vivo imaging of subcutaneous structures using functional photoacoustic microscopy.</a> Nature protocols. 2, 797-804 (2007).</li><li>Ling, T., Chen, S. L., Guo, L. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High-sensitivity+and+wide-directivity+ultrasound+detection+using+high+Q+polymer+microring+resonators.">High-sensitivity and wide-directivity ultrasound detection using high Q polymer microring resonators.</a> Appl. Phys. Lett. 98 (20), 204103 (2011).</li><li>Xie, Z., Jiao, S., Zhang, H. F., Puliafito, C. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Laser-scanning+optical-resolution+photoacoustic+microscopy.">Laser-scanning optical-resolution photoacoustic microscopy.</a> Opt. Lett. 34, 1771-1773 (2009).</li></ol>

Qui, vi presentiamo un istruzioni dettagliate su simultanea in vivo imaging della retina degli occhi di ratto utilizzando PAOM combinato con SD-OCT. Ottico-scattering basata SD-OCT è forse la clinica &quot;gold standard&quot; per imaging della retina 3, tuttavia, non è sensibile per rilevare l&#39;assorbimento ottico nella retina. Il recente sviluppo PAOM è l&#39;unica ottica di assorbimento a base di modalità di imaging oftalmico che fornisce le proprietà di assorbimento ottico della retina <su...

integrated photoacoustic ophthalmoscopy and spectral-domain optical coherence tomography

Sia la diagnosi clinica e di indagine fondamentale delle malattie oculari gravi trarre grandi vantaggi dalle tecnologie oftalmiche varie non invasive di imaging. Gli attuali modalità di imaging della retina, come la fotografia del fondo oculare 1, oftalmoscopia scansione laser confocale (cSLO) 2, e la tomografia a coerenza ottica (OCT) 3, hanno contribuito in modo significativo nel monitoraggio insorgenze della malattia e progressioni, e lo sviluppo di nuove strategie terapeutiche. Tuttavia, essi prevalentemente affidamento sulle back-fotoni riflessi dalla retina. Di conseguenza, le proprietà di assorbimento ottico della retina, che sono di solito fortemente associati con lo stato fisiopatologia retinica, sono accessibili dalle tecnologie di imaging tradizionali. Oftalmoscopia fotoacustica (PAOM) è una modalità emergente imaging della retina che permette di rilevare i contrasti di assorbimento ottico nell&#39;occhio con una sensibilità elevata 4-7. In PAOM nanimpulsi laser osecond vengono forniti attraverso la pupilla e la scansione attraverso l&#39;occhio posteriore per indurre fotoacustica (PA), i segnali che vengono rilevati da un trasduttore ad ultrasuoni non a fuoco attaccato alla palpebra. A causa del forte assorbimento ottico di emoglobina e melanina, PAOM è in grado di non-invasivo imaging delle vasculatures retina e della coroide, e dell&#39;epitelio pigmentato retinico (RPE) melanina ad alto contrasto 6,7. Ancora più importante, basato sul ben sviluppato spettroscopica di imaging fotoacustica 5,8, PAOM ha il potenziale per mappare la saturazione di ossigeno dell&#39;emoglobina in vasi retinici, che può essere critica nello studio della fisiologia e patologia delle diverse malattie cecità 9 come la retinopatia diabetica e neovascolare legata all&#39;età degenerazione maculare. Inoltre, essendo l&#39;unico esistente assorbimento ottico-oftalmico a base di modalità di imaging, PAOM può essere integrato con consolidata clinica oftalmica Imaging techniques per ottenere valutazioni anatomiche e funzionali più complete degli occhi in base a molteplici contrasti optical 6,10. In questo lavoro, integriamo PAOM e spettrali nel dominio OCT (SD-OCT) per la realizzazione contemporanea in vivo imaging della retina di ratto, in cui si rivelano sia assorbimento ottico e proprietà di diffusione della retina. La configurazione del sistema, l&#39;allineamento del sistema di acquisizione e di imaging sono presentati.

La figura 2 mostra le immagini 2-D fundus di SD-OCT e PAOM acquisite simultaneamente in un ratto albino (A e B) e un ratto pigmentato (C e D), rispettivamente. Nelle SD-ottobre le immagini del fondo oculare (figure 2A e 2C), vasi retinici hanno aspetto scuro a causa dell&#39;assorbimento di emoglobina di sondare luce. Oltre a vasi retinici (RV in Figura 2B), PAOM visualizza le vasculatures coroide (CV in Figura 2B) in a...

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Integrated Photoacoustic Ophthalmoscopy and Spectral-domain Optical Coherence Tomography

Fotoacustica oftalmologia (PAOM), un assorbimento ottico basato modalità di imaging, fornisce la valutazione complementare della retina alle tecnologie attualmente disponibili oftalmici imaging. Riportiamo l&#39;utilizzo di PAOM integrato con-dominio spettrale tomografia a coerenza ottica (SD-OCT) per il controllo simultaneo di imaging multimodale retinica nel ratto.

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 ...

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Three-dimensional Optical-resolution Photoacoustic Microscopy

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

Detection and Isolation of Circulating Melanoma Cells using Photoacoustic Flowmetry

Rilevazione e isolamento delle cellule del melanoma circolanti con flussimetria fotoacustico

Circulating tumor cells (CTCs) are those cells that have separated from a macroscopic tumor and spread through the blood and lymph systems to seed ...

Photoacoustic Cystography

Cistografia fotoacustico

Conventional pediatric cystography, which is based on diagnostic X-ray using a radio-opaque dye, suffers from the use of harmful ionizing radiation. The ...

Preparation and Photoacoustic Analysis of Cellular Vehicles Containing Gold Nanorods

Preparazione e fotoacustico Analisi dei veicoli cellulari contenenti oro Nanorods

Gold nanorods are attractive for a range of biomedical applications, such as the photothermal ablation and the photoacoustic imaging of cancer, thanks to ...

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

Tomografia Computerizzata e Optical Imaging di osteogenesi-angiogenesi Accoppiamento per valutare l&#39;integrazione di craniche Bone Autoinnesti e Alloinnesti

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

Switchable Acoustic and Optical Resolution Photoacoustic Microscopy for In Vivo Small-animal Blood Vasculature Imaging

Switchable Acoustic and Optical Resolution Photoacoustic Microscopy for In Vivo Small-animal Blood Vasculature Imaging

Microscopio fotoacustico acustico e ottico<em&gt; In Vivo</em&gt; Piccolo animale Blood Imaging di Vasculature

Photoacoustic microscopy (PAM) is a fast-growing invivo imaging modality that combines both optics and ultrasound, providing penetration beyond the ...

A High-performance Compact Photoacoustic Tomography System for In Vivo Small-animal Brain Imaging

A High-performance Compact Photoacoustic Tomography System for In Vivo Small-animal Brain Imaging

Un sistema compatto di Tomografia Photoacoustico ad alte prestazioni per<em&gt; In Vivo</em&gt; Imaging cerebrale di piccole dimensioni

In vivo small-animal imaging has an important role to play in preclinical studies. Photoacoustic tomography (PAT) is an emerging hybrid imaging modality ...

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

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

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

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 ...

Pulsed Laser Diode-Based Desktop Photoacoustic Tomography for Monitoring Wash-In and Wash-Out of Dye in Rat Cortical Vasculature

Tomografia fotoacustica basata su diodo laser pulsata per il monitoraggio del lavaggio e del lavaggio del colorante nella Vasculatura corticale del ratto

Photoacoustic (PA) tomography (PAT) imaging is an emerging biomedical imaging modality useful in various preclinical and clinical applications. ...