Name: hand-held clinical photoacoustic imaging system for real-time non-invasive small animal imaging
Uploaded: 2017-10-16T15:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Hand-held Clinical Photoacoustic Imaging System for Real-time Non-invasive Small Animal Imaging at JoVE.com

Die Autoren möchten die finanzielle Unterstützung durch das Tier-1-Forschungsstipendium, gefördert durch das Ministerium für Bildung in Singapur zu erkennen (RG48/16: M4011617) und Tier-2-Forschungsstipendium finanziert vom Bildungsministerium in Singapur (ARC2/15: M4020238). Die Autoren möchten Dr. Rhonnie Österreich Dienzo für seine Hilfe mit Umgang mit Tier zu erkennen.

alle Tierversuche durchgeführt nach den anerkannten Richtlinien und Verordnungen der institutionellen Animal Care und Nutzung Ausschuss der Nanyang Technological University, Singapore (Tier-Protokollnummer ARF-SBS / NIE-A0263).
 1. Handheld Echtzeit-klinische PA und uns Imaging System <ol><li>die schematische Darstellung der handheld klinische PAI System 33 ist in Figur 1a dargestellt. Es besteht aus einem optischen parametrischen Osz...

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	<li>Yun, S. H., Kwok, 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=Light+in+diagnosis,+therapy+and+surgery.">Light in diagnosis, therapy and surgery.</a> Nat. Biomed. Eng. 1, 0008 (2017).</li><li>Tseng, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Clinical+accuracy+of+preoperative+breast+MRI+for+breast+cancer.">Clinical accuracy of preoperative breast MRI for breast cancer.</a> J. Surg. Oncol. , (2017).</li><li>Baran, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optimization+of+propagation-based+x-ray+phase-contrast+tomography+for+breast+cancer+imaging.">Optimization of propagation-based x-ray phase-contrast tomography for breast cancer imaging.</a> Phys. Med. Biol. 62 (6), 2315 (2017).</li><li>Huzarski, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Screening+with+magnetic+resonance+imaging,+mammography+and+ultrasound+in+women+at+average+and+intermediate+risk+of+breast+cancer.">Screening with magnetic resonance imaging, mammography and ultrasound in women at average and intermediate risk of breast cancer.</a> Hered. Cancer Clin. Pract. 15 (1), 4 (2017).</li><li>Upputuri, P. K., Pramanik, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Recent+advances+toward+preclinical+and+clinical+translation+of+photoacoustic+tomography:+a+review.">Recent advances toward preclinical and clinical translation of photoacoustic tomography: a review.</a> J. Biomed. Opt. 22 (4), 041006 (2017).</li><li>Wang, L. 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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=Sentinel+Lymph+Nodes+in+the+Rat+:+Noninvasive+Photoacoustic+and+US+imaging+with+a+clinical+US+system.">Sentinel Lymph Nodes in the Rat : Noninvasive Photoacoustic and US imaging with a clinical US system.</a> Radiology. 256 (1), 102-110 (2010).</li><li>Gawale, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Carbazole-Linked+Near-Infrared+Aza-BODIPY+Dyes+as+Triplet+Sensitizers+and+Photoacoustic+Contrast+Agents+for+Deep-Tissue+Imaging.">Carbazole-Linked Near-Infrared Aza-BODIPY Dyes as Triplet Sensitizers and Photoacoustic Contrast Agents for Deep-Tissue Imaging.</a> Chem. Eur. J. 23 (27), 6570-6578 (2017).</li><li>Sivasubramanian, K., 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=Near+Infrared+light-responsive+liposomal+contrast+agent+for+photoacoustic+imaging+and+drug+release+applications.">Near Infrared light-responsive liposomal contrast agent for photoacoustic imaging and drug release applications.</a> J. Biomed. Opt. 22 (4), 041007 (2017).</li><li>Huang, S., Upputuri, P. K., Liu, H., Pramanik, M., Wang, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+dual-functional+benzobisthiadiazole+derivative+as+an+effective+theranostic+agent+for+near-infrared+photoacoustic+imaging+and+photothermal+therapy.">A dual-functional benzobisthiadiazole derivative as an effective theranostic agent for near-infrared photoacoustic imaging and photothermal therapy.</a> J. Mater. Chem. B. 4 (9), 1696-1703 (2016).</li><li>Huang, S., Kannadorai, R. K., Chen, Y., Liu, Q., Wang, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+narrow-bandgap+benzobisthiadiazole+derivative+with+high+near-infrared+photothermal+conversion+efficiency+and+robust+photostability+for+cancer+therapy.">A narrow-bandgap benzobisthiadiazole derivative with high near-infrared photothermal conversion efficiency and robust photostability for cancer therapy.</a> Chem. Comm. 51 (20), 4223-4226 (2015).</li><li>Wu, D., Huang, L., Jiang, M. S., Jiang, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Contrast+Agents+for+Photoacoustic+and+Thermoacoustic+Imaging:+A+Review.">Contrast Agents for Photoacoustic and Thermoacoustic Imaging: A Review.</a> Int. J. Mol. Sci. 15 (12), 23616-23639 (2014).</li><li>Pramanik, M., Swierczewska, M., Green, D., Sitharaman, B., 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=Single-walled+carbon+nanotubes+as+a+multimodal-thermoacoustic+and+photoacoustic-contrast+agent.">Single-walled carbon nanotubes as a multimodal-thermoacoustic and photoacoustic-contrast agent.</a> J. Biomed. Opt. 14 (3), 034018 (2009).</li><li>Kim, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Programmable+Real-time+Clinical+Photoacoustic+and+Ultrasound+Imaging+System.">Programmable Real-time Clinical Photoacoustic and Ultrasound Imaging System.</a> Sci. Rep. 6, 35137 (2016).</li><li>McMasters, K. 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=Sentinel+lymph+node+biopsy+for+breast+cancer:+a+suitable+alternative+to+routine+axillary+dissection+in+multi-institutional+practice+when+optimal+technique+is+used.">Sentinel lymph node biopsy for breast cancer: a suitable alternative to routine axillary dissection in multi-institutional practice when optimal technique is used.</a> J. Clin. Oncol. 18 (13), 2560-2566 (2000).</li><li>Krag, 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=The+sentinel+node+in+breast+cancer+-+a+multicenter+validation+study.">The sentinel node in breast cancer - a multicenter validation study.</a> N. Engl. J. Med. 339 (14), 941-946 (1998).</li><li>Borgstein, P. J., Meijer, S., Pijpers, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Intradermal+blue+dye+to+identify+sentinel+lymphnode+in+breast+cancer.">Intradermal blue dye to identify sentinel lymphnode in breast cancer.</a> The Lancet. 349 (9066), 1668-1669 (1997).</li><li>Ung, O. A., South, N., Breast, W., Hospital, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Australasian+Experience+and+Trials+in+Sentinel+Lymph+Node+Biopsy:+The+RACS+SNAC+Trial.">Australasian Experience and Trials in Sentinel Lymph Node Biopsy: The RACS SNAC Trial.</a> Asian J. Surg. 27 (4), 284-290 (2004).</li><li>Purushotham, 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=Morbidity+after+sentinel+lymph+node+biopsy+in+primary+breast+cancer:+results+from+a+randomized+controlled+trial.">Morbidity after sentinel lymph node biopsy in primary breast cancer: results from a randomized controlled trial.</a> J. Clin. Oncol. 23 (19), 4312-4321 (2005).</li><li>Kim, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Handheld+array-based+photoacoustic+probe+for+guiding+needle+biopsy+of+sentinel+lymph+nodes.">Handheld array-based photoacoustic probe for guiding needle biopsy of sentinel lymph nodes.</a> J. Biomed. Opt. 15 (4), 046010 (2010).</li><li>Garcia-Uribe, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dual-Modality+Photoacoustic+and+Ultrasound+Imaging+System+for+Noninvasive+Sentinel+Lymph+Node+Detection+in+Patients+with+Breast+Cancer.">Dual-Modality Photoacoustic and Ultrasound Imaging System for Noninvasive Sentinel Lymph Node Detection in Patients with Breast Cancer.</a> Sci. Rep. 5, 15748 (2015).</li><li>Kim, C., Song, K. H., Gao, F., 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=Sentinel+Lymph+Nodes+and+Lymphatic+Vessels:+Noninvasive+Dual-Modality+in+Vivo+Mapping+by+Using+Indocyanine+Green+in+Rats-Volumetric+Spectroscopic+Photoacoustic+Imaging+and+Planar+Fluorescence+Imaging.">Sentinel Lymph Nodes and Lymphatic Vessels: Noninvasive Dual-Modality in Vivo Mapping by Using Indocyanine Green in Rats-Volumetric Spectroscopic Photoacoustic Imaging and Planar Fluorescence Imaging.</a> Radiology. 255 (2), 442-450 (2010).</li><li>Pan, 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=Near+infrared+photoacoustic+detection+of+sentinel+lymph+nodes+with+gold+nanobeacons.">Near infrared photoacoustic detection of sentinel lymph nodes with gold nanobeacons.</a> Biomaterials. 31 (14), 4088-4093 (2010).</li><li>Song, K. H., Kim, C., Cobley, C. M., Xia, Y., 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=Near-infrared+gold+nanocages+as+a+new+class+of+tracers+for+photoacoustic+sentinel+lymph+node+mapping+on+a+rat+model.">Near-infrared gold nanocages as a new class of tracers for photoacoustic sentinel lymph node mapping on a rat model.</a> Nano Lett. 9 (1), 183-188 (2009).</li><li>Sivasubramanian, K., Periyasamy, V., Wen, K. K., Pramanik, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optimizing+light+delivery+through+fiber+bundle+in+photoacoustic+imaging+with+clinical+ultrasound+system:+Monte+Carlo+simulation+and+experimental+validation.">Optimizing light delivery through fiber bundle in photoacoustic imaging with clinical ultrasound system: Monte Carlo simulation and experimental validation.</a> J. Biomed. Opt. 22 (4), 041008 (2017).</li><li>Sivasubramanian, K., Pramanik, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High+frame+rate+photoacoustic+imaging+at+7000+frames+per+second+using+clinical+ultrasound+system.">High frame rate photoacoustic imaging at 7000 frames per second using clinical ultrasound system.</a> Biomed. Opt. Express. 7 (2), 312-323 (2016).</li><li>Laser Institute of America. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=American+National+Standard+for+Safe+Use+of+Lasers.">American National Standard for Safe Use of Lasers.</a> ANSI Standard Z136.1-2007. , (2007).</li><li>Chapman, G. A., Johnson, D., Bodenham, A. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Visualisation+of+needle+position+using+ultrasonography.">Visualisation of needle position using ultrasonography.</a> Anaesthesia. 61 (2), 148-158 (2006).</li><li>Daoudi, K., 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=Handheld+probe+integrating+laser+diode+and+ultrasound+transducer+array+for+ultrasound/photoacoustic+dual+modality+imaging.">Handheld probe integrating laser diode and ultrasound transducer array for ultrasound/photoacoustic dual modality imaging.</a> Opt. Express. 22 (21), 26365-26374 (2014).</li></ol>

Die Kosten für Screening, Diagnose und Behandlung von Krebs ist derzeit sehr hoch. Es gibt verschiedene bildgebende Modalitäten die Früherkennung und Diagnose eingesetzt werden. Ein Großteil dieser bildgebenden Verfahren haben jedoch Beschränkungen einschließlich sperrige Maschinengröße, invasive Diagnostik, Unfreundlichkeit, Patienten, zu teuer, Anforderung von ionisierender Strahlung oder Einsatz von radioaktivem Kontrastmittel. Daher ist eine effiziente, kostengünstige, Echtzeit-Bildgebung und Leitsystem viel...

Für die Detektion und Staging von Krebs, verschiedene bildgebende Verfahren zur Verfügung. Einige der weit verbreiteten bildgebenden Verfahren sind Magnetresonanz-Tomographie (MRT), Röntgen Computertomographie (CT), Röntgen, Ultraschall (US), Positronen-Emissions-Tomographie (PET), Fluoreszenz-imaging, etc.1,2, 3 , 4., aber einige der vorhandenen bildgebenden Techniken sind entweder invasive, schädlichen Strahlung, oder sind langsam, teuer, sperrig oder unfreundlich zu den Patienten. So gibt es ein ständiger Bedarf zur Entwicklung neuer, schneller und kostengünstiger bildgebender Verfahren für Diagnostik und Therapie5.
Photoakustische Bildgebung (PAI) ist ein aufstrebenden bildgebendes Verfahren, das optische kontrastreich mit hochauflösenden Ultraschall in einem tieferen bildgebenden Tiefe5,6,7,8kombiniert, 9. In PAI dient ein kurzen Laserpuls Gewebe Bestrahlung. Das Licht wird durch das Gewebe absorbiert, führt zu einem kleinen Temperaturanstieg. Durch die thermoelastische Expansion werden Druckwellen (in Form von Schallwellen) im Gewebe erzeugt. Die erzeugten akustischen Wellen (auch bekannt als photoakustische (PA)) sind mit einem Wideband-Ultraschall-Wandler erworben (UST) außerhalb der Grenzen des Gewebes. Diese erworbenen PA-Signale können verwendet werden, um PA-Bilder, die strukturelle und funktionelle Informationen innerhalb des Gewebes zu rekonstruieren. PAI hat eine breite Palette von Anwendungen, einschließlich: Blutgefäß Bildgebung, Sentinel Lymphknoten Bildgebung, Bildgebung des Gehirns Gefäßsystem, Tumor-Bildgebung, molekulare Bildgebung, etc.10,11,12, 13,14,15 PAI hat zahlreiche Anwendungen aufgrund ihrer Vorteile, nämlich: tiefer Eindringtiefe, gute räumliche Auflösung und hohe Weichgewebe Kontrast. Der Kontrast in PAI kann endogene aus Blut, Melanin, etc.sein. Wenn der endogene Kontrast nicht stark genug ist, wie exogene Kontrastmittel organischen Farbstoffen, Nanopartikel, Quantenpunkte, etc.16,17,18,19, 20 , 21 kann verwendet werden, zur Verbesserung des Kontrasts.
Obwohl PAI zahlreiche Vorteile im Vergleich zu anderen bildgebenden Verfahren hat, ist klinische Übersetzung immer noch eine sehr große Herausforderung. Die wichtigsten Einschränkungen sind die sperrigen Natur der Laser verwendet wird, die meisten der USTs verwendet für die Datenerfassung sind nicht kompatibel mit klinischen US-Systeme und die Nichtverfügbarkeit von kommerziell verfügbaren klinischen US bildgebenden Systemen auf rohe Kanal zugreifen Daten. Erst in jüngster Zeit sind kommerzielle klinische US-Maschinen mit Zugriff auf Rohdaten zur Verfügung22geworden. In dieser Arbeit wollen wir die Machbarkeit der PAI mit einem handheld Set-up mit einem klinischen US-Plattform zu zeigen. Wir wollen dies demonstriert der nichtinvasiven Bildgebung des Sentinel Lymphknoten (SLNs) in einem kleinen Tiermodell.
Invasiven Brusttumoren sind eine der führenden Ursachen für Krebstod bei Frauen. Diagnose und staging Brustkrebs früh ist von entscheidender Bedeutung für die Entscheidung, Behandlungsstrategien, die die Prognose des Patienten eine wichtige Rolle spielen. Für eine Brustvergrößerung verwendet Krebs staging Sentinel-Lymphknoten-Biopsie (SLNB) in der Regel sind23,24. SLN ist der primären Lymphknoten, wo ist die Möglichkeit des Findens Krebszellen die höchste aufgrund von Metastasen. SLNBs beinhalten Einspritzen eines Farbstoffs oder ein radioaktiver Tracer, gefolgt von schneiden den Bereich mit einem kleinen Schnitt geöffnet und dann suchen die SLN visuell im Falle von Farbstoffen oder mit Hilfe von einem Geigerzähler, im Falle eines radioaktiven Tracers. Nach der Identifizierung werden ein paar SLN für histopathologische Studien24,25entfernt. Positive SLNB zeigt, dass der Tumor in der Nähe Lymphknoten und vielleicht auch auf andere Organe metastasiert hat. Negativen SLNB zeigt, dass die Wahrscheinlichkeit von Metastasen vernachlässigbar26. SLNB hat zahlreiche Komplikationen im Zusammenhang mit ihm wie Arm Taubheit, Lymphödem, etc.27 , SLNB verbundenen Komplikationen zu beseitigen, ein nicht invasives bildgebendes Verfahren erforderlich ist.
Für SLN-Mapping bei kleinen Tieren und Menschen ist PA Bildgebung mit Hilfe von verschiedenen Kontrast Agenten15,28,29,30,31 ausgiebig erforscht worden , 32. jedoch die derzeit eingesetzten Systeme können nicht in einem klinischen Szenario verwendet werden, wie oben ausgeführt. Ein weiteres Anliegen angesprochen werden ist der chirurgische Eingriff SLNB28beteiligt. Anpassung der minimal-invasiven Eingriffen für feine Nadelbiopsie Aspiration (Feinnadelaspirationsbiopsie) musste die Recovery-Zeit und die Nebenwirkungen der Patienten zu reduzieren. In dieser Arbeit wurde ein klinische US-System verwendet für kombinierte USA und PA Bildgebung verwendet wurde. Zur einfacheren Verwendung in klinischen Einrichtung, eine maßgeschneiderte Handheld-Halterung für Gehäuse Glasfaser und UST konzipiert wurde. Methylenblau (MB) wurde für die Identifizierung und Kartierung SLNs. Darüber hinaus verwendet, um Komplikationen im Zusammenhang mit der SLNB-Operation zu beseitigen, nicht-invasive Echtzeit-Nadel tracking ist auch gezeigt.

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	<tbody>
		<tr>
			<td>Q-switched Nd:YAG laser</td>
			<td>Continuum</td>
			<td>Surelite</td>
			<td>Pump laser</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Optical parametric oscillator</td>
			<td>Continuum</td>
			<td></td>
			<td>OPO laser</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Clinical ultrasound imaging system</td>
			<td>Alpinion</td>
			<td>E-CUBE 12R</td>
			<td>Dual modal ultrasound and photoacoustic imaging system</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Linear array ultrasound transducer</td>
			<td>Alpinion</td>
			<td>L3-12</td>
			<td>128 element linear array transducer with centre frequency of 8.5 MHz, fractional bandwidth of 95%,</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bifurcated optical fiber</td>
			<td>CeramOptec</td>
			<td>Custom made</td>
			<td>To couple the light from the laser to the handheld fiber holder</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Lens</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>LB1869</td>
			<td>Focus light from the laser to the optical fiber</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ultrasound gel</td>
			<td>Progress/parker acquasonic gel</td>
			<td>PA-GEL-CLEA-5000</td>
			<td>Acoustic coupling</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Image Processing software</td>
			<td>Mathworks</td>
			<td>Matlab</td>
			<td>Home made program using Matlab</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Anesthetic Machine</td>
			<td>medical plus pte ltd</td>
			<td>Non-Rebreathing Anaesthesia machine with oxygen concentrator.</td>
			<td>Supplies oxygen and isoflurane to animal</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pulse Oxymeter portable</td>
			<td>Medtronic</td>
			<td>PM10N with veterinary sensor</td>
			<td>Monitors the pulse oxymetry of the animal</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Animal distributor</td>
			<td>In Vivos Pte Ltd, Singapore</td>
			<td></td>
			<td>Animal distributor that supplies small animals for research purpose.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Breathing mask</td>
			<td>Custom made</td>
			<td></td>
			<td>Used along with animal holder to supply anesthesia mixture to the animal</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>chicken breast tissue</td>
			<td>Pasar</td>
			<td></td>
			<td>Used to add depth to mimic human imaging scenario</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>23G needle</td>
			<td>BD Precisionglide</td>
			<td>23G,1 and half inch</td>
			<td>Used for realtime needle guidance</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Holder for the fiber optic cable</td>
			<td>Custom made</td>
			<td></td>
			<td>To hold the input end of the bifurcated cable</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Handheld probe</td>
			<td>Custom made 3D printed</td>
			<td></td>
			<td>With two slots for the two output ends of the optical fiber and one slot for the ultrasound transducer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Methylene blue (10 mg/mL)</td>
			<td>Sterop</td>
			<td></td>
			<td>Contrast agent for PA imaging</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Laser tuning software</td>
			<td>Surelite OPO PLUS</td>
			<td>SLOPO</td>
			<td>Software to tune the wavelength of OPO laser</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Photodiode</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>SP05/M</td>
			<td>To detect the laser pulse to trigger the ultrasound system</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Photodiode bias module</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>PBM42</td>
			<td>To amplify the photodiode signal to tigger ultrasound signal</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Depilatory cream</td>
			<td>Reckitt Benckiser</td>
			<td>Veet</td>
			<td>Used to remove hair from the imaging area</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Laser power meter</td>
			<td>Ophir</td>
			<td>Starlite, p/n: 7Z01565</td>
			<td>Used to measure the laser power</td>
		</tr>
	</tbody>
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hand-held clinical photoacoustic imaging system for real-time non-invasive small animal imaging

Übersetzung der photoakustische Bildgebung in der Klinik ist eine große Herausforderung. Handheld-Echtzeit-klinische photoakustische bildgebende Systeme sind sehr selten. Hier berichten wir eine kombinierte photoakustische und klinische Ultraschall-imaging-System durch die Integration einer Ultraschallsonde mit Lichtleitung für das kleine Tier Imaging. Wir zeigen dies durch zeigt Sentinel Lymphknoten Bildgebung bei Kleintieren zusammen mit minimal-invasiven Echtzeit Nadelführung. Eine klinische Ultraschall-Plattform mit Zugriff auf raw-Kanal ermöglicht die Integration von photoakustische Bildgebung zu einem handheld in Echtzeit klinische photoakustische imaging-System. Methylenblau wurde für Sentinel Lymphknoten Bildgebung bei 675 nm Wellenlänge verwendet. Darüber hinaus war Nadelführung mit dual modal Ultraschall und photoakustische Bildgebung mit dem abbildenden System angezeigt. Tiefe Bildgebung von bis zu 1,5 cm zeigte sich mit einem 10 Hz-Laser auf eine photoakustische Bildgebung Framerate von 5 Frames pro Sekunde.

<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56649/56649fig1.jpg"> 
Abbildung 1: Systembeschreibung. (a) schematische Darstellung der PAI-System mit dual modal klinischen US-System. OPO - optischen parametrischen Oszillator, der - optische Faserbündel, FH - Faser-Halter, USM - klinischen US-Maschine. Die Faser-Halter integriert die UST und zwei Ausgabe-Glasfaser-Bundle. Die Anästhesiegerät Isoflurane und Sauerstoff versorgen wird verwe...

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Hand-held Clinical Photoacoustic Imaging System for Real-time Non-invasive Small Animal Imaging

Hand-Held klinische photoakustische Imaging-System für Echtzeit-nicht-invasive kleine Tier Imaging

Eine klinische handheld photoakustische imaging-System wird für die Echtzeit-nicht-invasive kleine Tier Bildgebung nachgewiesen werden.

Translation of photoacoustic imaging into the clinic is a major challenge. Handheld real-time clinical photoacoustic imaging systems are very rare. Here, ...

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Three-dimensional Optical-resolution Photoacoustic Microscopy

Dreidimensionale Optische Auflösung photoakustische Mikroskopie

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

Forschung

Biotechnik

Wideband Optical Detector of Ultrasound for Medical Imaging Applications

Wideband Optical Detector von Ultraschall für medizinische Imaging-Anwendungen

Optical sensors of ultrasound are a promising alternative to piezoelectric techniques, as has been recently demonstrated in the field of optoacoustic ...

Universal Hand-held Three-dimensional Optoacoustic Imaging Probe for Deep Tissue Human Angiography and Functional Preclinical Studies in Real Time

Universal-Hand Dreidimensionale Optoakustische Bildgebung Sonde für Deep Tissue Menschen Angiographie und Funktions präklinischen Studien in Echtzeit

The exclusive combination of high optical contrast and excellent spatial resolution makes optoacoustics (photoacoustics) ideal for simultaneously ...

Using Cell-substrate Impedance and Live Cell Imaging to Measure Real-time Changes in Cellular Adhesion and De-adhesion Induced by Matrix Modification

Benutzen Sie die Cell-Substrat-Impedanz und Live Cell Imaging, um Echtzeit-Änderungen in der Zelladhäsion und De-Haftung durch Matrix Änderung Induzierte Messen

Cell-matrix adhesion plays a key role in controlling cell morphology and signaling. Stimuli that disrupt cell-matrix adhesion (e.g., myeloperoxidase and ...

Real-time Monitoring of High Intensity Focused Ultrasound (HIFU) Ablation of In Vitro Canine Livers Using Harmonic Motion Imaging for Focused Ultrasound (HMIFU)

Real-time Monitoring of High Intensity Focused Ultrasound HIFU Ablation of In Vitro Canine Livers Using Harmonic Motion Imaging for Focused Ultrasound HMIFU

Echtzeit-Überwachung von hochintensiven fokussierten Ultraschall (HIFU) Ablation<em&gt; In-vitro-</em&gt; Canine Livers Verwendung harmonische Bewegung Imaging für fokussierten Ultraschall (HMIFU)

Harmonic Motion Imaging for Focused Ultrasound (HMIFU) is a technique that can perform and monitor high-intensity focused ultrasound (HIFU) ablation. An ...

Multimodal Imaging and Spectroscopy Fiber-bundle Microendoscopy Platform for Non-invasive, In Vivo Tissue Analysis

Multimodal Imaging and Spectroscopy Fiber-bundle Microendoscopy Platform for Non-invasive, In Vivo Tissue Analysis

Multimodale Bildgebung und Spektroskopie Faserbündelmikroendoskopie Plattform für Nicht-invasive,<em&gt; In Vivo</em&gt; Gewebeanalyse

Recent fiber-bundle microendoscopy techniques enable non-invasive analysis of in vivo tissue using either imaging techniques or a combination of ...

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

Umschaltbare akustische und optische Auflösung Photoakustische Mikroskopie für<em&gt; In vivo</em&gt; Kleintier-Blut-Vaskulatur-Bildgebung

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

Ein leistungsstarkes kompaktes Fotoakustik-Tomographie-System für<em&gt; In vivo</em&gt; Kleintier Gehirn Bildgebung

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

A Protocol for Real-time 3D Single Particle Tracking

Ein Protokoll für Echtzeit-3D Einzelkorn-Tracking

Real-time three-dimensional single particle tracking (RT-3D-SPT) has the potential to shed light on fast, 3D processes in cellular systems. Although ...

Targeting Neuronal Fiber Tracts for Deep Brain Stimulation Therapy Using Interactive, Patient-Specific Models

Targeting neuronalen Faser Traktate für Deep Brain Stimulationstherapie mit interaktiven, patientenspezifische Modelle

Deep brain stimulation (DBS), which involves insertion of an electrode to deliver stimulation to a localized brain region, is an established therapy for ...