Name: fabrication and characterization of optical tissue phantoms containing macrostructure
Uploaded: 2018-02-12T15:00:00
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이 작품은 국립 과학 재단 경력에 의해 지원 되었다 아니 수상. CBET 1254767 및 알레르기 국립 연구소와 전염병 no를 부여합니다. R01 AI104960입니다. 우리가 기꺼이 특성 측정 및 텍사스 A & M 심장 혈관 병 리 실험실 마이크로 CT 영상에 대 한 그들의 지원에 대 한 패트릭 그리핀과 댄 트 란 인정합니다.

1. 선택과 매트릭스 재료 특성의 확인
<ol><li>시작 하기 전에 팬텀 제조 공정 (그림 1), 이미징 wavelength(s)에 대 한 관심의 생체 조직에 대 한 흡수 및 감소 된 산란 계수를 찾아. 예비 견적 참조35,36에서 찾을 수 있습니다. 그러나, 광학 계수의 유효성 검사는 필요할 수 있습니다.</li>
	<li>흡수 계수, μ는는및 감소 된 산란 계수,...

<ol>
	<li>Curatolo, A., Kennedy, B. F., Sampson, D. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Structured+three-dimensional+optical+phantom+for+optical+coherence+tomography.">Structured three-dimensional optical phantom for optical coherence tomography.</a> Opt Express. 19 (20), 19480-19485 (2011).</li><li>Miranda, D. A., Cristiano, K. L., Guti&#233;rrez, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Breast+phantom+for+mammary+tissue+characterization+by+near+infrared+spectroscopy.">Breast phantom for mammary tissue characterization by near infrared spectroscopy.</a> J Phys Conf Ser. 466 (1), 012018 (2013).</li><li>Solomon, 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=Multimodal+Fluorescence-Mediated+Tomography+and+SPECT/CT+for+Small-Animal+Imaging.">Multimodal Fluorescence-Mediated Tomography and SPECT/CT for Small-Animal Imaging.</a> J Nucl Med. 54 (4), 639-646 (2013).</li><li>Wagni&#232;res, G., 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=An+optical+phantom+with+tissue-like+properties+in+the+visible+for+use+in+PDT+and+fluorescence+spectroscopy.">An optical phantom with tissue-like properties in the visible for use in PDT and fluorescence spectroscopy.</a> Phys Med Biol. 42 (7), 1415-1426 (1997).</li><li>Rajaram, N., Reesor, A. F., Mulvey, C. S., Frees, A. E., Ramanujam, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Non-Invasive,+Simultaneous+Quantification+of+Vascular+Oxygenation+and+Glucose+Uptake+in+Tissue.">Non-Invasive, Simultaneous Quantification of Vascular Oxygenation and Glucose Uptake in Tissue.</a> PLoS ONE. 10 (1), 0117132 (2015).</li><li>Niedre, M. J., Turner, G. M., Ntziachristos, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Time-resolved+imaging+of+optical+coefficients+through+murine+chest+cavities.">Time-resolved imaging of optical coefficients through murine chest cavities.</a> J Biomed Opt. 11 (6), 064017 (2006).</li><li>Schmidt, F. E. W., 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=Multiple-slice+imaging+of+a+tissue-equivalent+phantom+by+use+of+time-resolvedoptical+tomography.">Multiple-slice imaging of a tissue-equivalent phantom by use of time-resolvedoptical tomography.</a> Appl Opt. 39 (19), 3380-3387 (2000).</li><li>Cerussi, A. E., 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=Tissue+phantoms+in+multicenter+clinical+trials+for+diffuse+optical+technologies.">Tissue phantoms in multicenter clinical trials for diffuse optical technologies.</a> Biomed Opt Express. 3 (5), 966-971 (2012).</li><li>Mar&#237;n, N. 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=Calibration+standards+for+multicenter+clinical+trials+of+fluorescence+spectroscopy+for+in+vivo+diagnosis.">Calibration standards for multicenter clinical trials of fluorescence spectroscopy for in vivo diagnosis.</a> J Biomed Opt. 11 (1), 014010 (2006).</li><li>Alexandrakis, G., Rannou, F. R., Chatziioannou, A. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tomographic+bioluminescence+imaging+by+use+of+a+combined+optical-PET+(OPET)+system:+a+computer+simulation+feasibility+study.">Tomographic bioluminescence imaging by use of a combined optical-PET (OPET) system: a computer simulation feasibility study.</a> Phys Med Biol. 50 (17), 4225-4241 (2005).</li><li>Wan, Q., Beier, H. T., Ibey, B. L., Good, T., Cot&#233;, G. L., Cot&#233;, G. L., Priezzhev, A. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Optical Diagnostics and Sensing VII. , (2007).</li><li>Chen, 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=Preparation+of+a+skin+equivalent+phantom+with+interior+micron-scale+vessel+structures+for+optical+imaging+experiments.">Preparation of a skin equivalent phantom with interior micron-scale vessel structures for optical imaging experiments.</a> Biomed Opt Express. 5 (9), 3140-3149 (2014).</li><li>Pogue, B. W., Patterson, M. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Review+of+tissue+simulating+phantoms+for+optical+spectroscopy,+imaging+and+dosimetry.">Review of tissue simulating phantoms for optical spectroscopy, imaging and dosimetry.</a> J Biomed Opt. 11 (4), 041102 (2006).</li><li>Wr&#243;bel, M. 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=Use+of+optical+skin+phantoms+for+preclinical+evaluation+of+laser+efficiency+for+skin+lesion+therapy.">Use of optical skin phantoms for preclinical evaluation of laser efficiency for skin lesion therapy.</a> J Biomed Opt. 20 (8), 085003 (2015).</li><li>Cubeddu, R., Pifferi, A., Taroni, P., Torricelli, A., Valentini, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+solid+tissue+phantom+for+photon+migration+studies.">A solid tissue phantom for photon migration studies.</a> Phys Med Biol. 42 (10), 1971-1979 (1997).</li><li>Bae, Y., Son, T., Park, J., Jung, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fabrication+of+a+thin-layer+solid+optical+tissue+phantom+by+a+spin-coating+method:+pilot+study.">Fabrication of a thin-layer solid optical tissue phantom by a spin-coating method: pilot study.</a> J Biomed Opt. 18 (2), 025006 (2013).</li><li>Park, J., et al., Nordstrom, R. 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=.">.</a> Design and Performance Validation of Phantoms Used in Conjunction with Optical Measurement of Tissue V. , (2013).</li><li>Luu, L., Roman, P. A., Mathews, S. A., Ramella-Roman, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microfluidics+based+phantoms+of+superficial+vascular+network.">Microfluidics based phantoms of superficial vascular network.</a> Biomed Opt Express. 3 (6), 1350-1364 (2012).</li><li>Chen, A. I., 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=Multilayered+tissue+mimicking+skin+and+vessel+phantoms+with+tunable+mechanical,+optical,+and+acoustic+properties.">Multilayered tissue mimicking skin and vessel phantoms with tunable mechanical, optical, and acoustic properties.</a> Med Phys. 43 (6), 3117-3131 (2016).</li><li>Lurie, K. L., Smith, G. T., Khan, S. A., Liao, J. C., Ellerbee, A. K. <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,+distendable+bladder+phantom+for+optical+coherence+tomography+and+white+light+cystoscopy.">Three-dimensional, distendable bladder phantom for optical coherence tomography and white light cystoscopy.</a> J Biomed Opt. 19 (3), 036009 (2014).</li><li>Golabchi, 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=Refractive+errors+and+corrections+for+OCT+images+in+an+inflated+lung+phantom.">Refractive errors and corrections for OCT images in an inflated lung phantom.</a> Biomed Opt Express. 3 (5), 1101-1109 (2012).</li><li>Rengier, F., 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=3D+printing+based+on+imaging+data:+review+of+medical+applications.">3D printing based on imaging data: review of medical applications.</a> Int J Comput Assist Radiol and Surg. 5 (4), 335-341 (2010).</li><li>Wang, 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=Three-dimensional+printing+of+tissue+phantoms+for+biophotonic+imaging.">Three-dimensional printing of tissue phantoms for biophotonic imaging.</a> Opt Lett. 39 (10), 3010-3013 (2014).</li><li>Ghassemi, 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=Evaluation+of+Mobile+Phone+Performance+for+Near-Infrared+Fluorescence+Imaging.">Evaluation of Mobile Phone Performance for Near-Infrared Fluorescence Imaging.</a> IEEE Trans Biomed Eng. 64 (7), 1650-1653 (2017).</li><li>Bentz, B. Z., Chavan, A. V., Lin, D., Tsai, E. H. R., Webb, K. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fabrication+and+application+of+heterogeneous+printed+mouse+phantoms+for+whole+animal+optical+imaging.">Fabrication and application of heterogeneous printed mouse phantoms for whole animal optical imaging.</a> Appl Opt. 55 (2), 280-287 (2016).</li><li>Diep, 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=Three-dimensional+printed+optical+phantoms+with+customized+absorption+and+scattering+properties.">Three-dimensional printed optical phantoms with customized absorption and scattering properties.</a> Biomed Opt Express. 6 (11), 4212-4220 (2015).</li><li>Pogue, B. W., Patterson, M. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Review+of+tissue+simulating+phantoms+for+optical+spectroscopy,+imaging+and+dosimetry.">Review of tissue simulating phantoms for optical spectroscopy, imaging and dosimetry.</a> Journal of Biomedical Optics. 11 (4), 041102-041116 (2006).</li><li>de Bruin, D. 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=Optical+phantoms+of+varying+geometry+based+on+thin+building+blocks+with+controlled+optical+properties.">Optical phantoms of varying geometry based on thin building blocks with controlled optical properties.</a> J Biomed Opt. 15 (2), 025001-025010 (2010).</li><li>Boyle, A. 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=In+vitro+performance+of+a+shape+memory+polymer+foam-coated+coil+embolization+device.">In vitro performance of a shape memory polymer foam-coated coil embolization device.</a> Med Eng Phys. 49, 56-62 (2017).</li><li>Hwang, W., Singhal, P., Miller, M. W., Maitland, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+Vitro+Study+of+Transcatheter+Delivery+of+a+Shape+Memory+Polymer+Foam+Embolic+Device+for+Treating+Cerebral+Aneurysms.">In Vitro Study of Transcatheter Delivery of a Shape Memory Polymer Foam Embolic Device for Treating Cerebral Aneurysms.</a> J Med Dev. 7 (2), 020932 (2013).</li><li>Sgaragli, G., Frosini, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Human+Tuberculosis+I.+Epidemiology,+Diagnosis+and+Pathogenetic+Mechanisms.">Human Tuberculosis I. Epidemiology, Diagnosis and Pathogenetic Mechanisms.</a> Curr Med Chem. 23 (25), 2836-2873 (2016).</li><li>Mufti, N., Kong, Y., Cirillo, J. D., Maitland, K. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fiber+optic+microendoscopy+for+preclinical+study+of+bacterial+infection+dynamics.">Fiber optic microendoscopy for preclinical study of bacterial infection dynamics.</a> Biomed Opt Express. 2 (5), 1121-1134 (2011).</li><li>Nooshabadi, F., 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=Intravital+fluorescence+excitation+in+whole-animal+optical+imaging.">Intravital fluorescence excitation in whole-animal optical imaging.</a> PLoS One. 11 (2), 0149932 (2016).</li><li>Nooshabadi, F., 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=Intravital+excitation+increases+detection+sensitivity+for+pulmonary+tuberculosis+by+whole-body+imaging+with+beta-lactamase+reporter+enzyme+fluorescence.">Intravital excitation increases detection sensitivity for pulmonary tuberculosis by whole-body imaging with beta-lactamase reporter enzyme fluorescence.</a> J Biophotonics. , (2016).</li><li>Duck, F. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Physical Properties of Tissue: A Comprehensive Reference Book. , (1990).</li><li>Tuchin, V. V., Tuchin, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Tissue optics: light scattering methods and instruments for medical diagnosis. 13, (2007).</li><li>Prahl, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Everything I think you should know about Inverse Adding-Doubling. , (2011).</li><li>. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Inverse Adding-Doubling v.3-9-12. , (2014).</li><li>Link, T. 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=A+Comparative+Study+of+Trabecular+Bone+Properties+in+the+Spine+and+Femur+Using+High+Resolution+MRI+and+CT.">A Comparative Study of Trabecular Bone Properties in the Spine and Femur Using High Resolution MRI and CT.</a> J Bone Miner Res. 13 (1), 122-132 (1998).</li><li>Batiste, D. L., 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=High-resolution+MRI+and+micro-CT+in+an+ex+vivo+rabbit+anterior+cruciate+ligament+transection+model+of+osteoarthritis.">High-resolution MRI and micro-CT in an ex vivo rabbit anterior cruciate ligament transection model of osteoarthritis.</a> Osteoarthr cartil. 12 (8), 614-626 (2004).</li><li>Greening, G. 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=Characterization+of+thin+poly(dimethylsiloxane)-based+tissue-simulating+phantoms+with+tunable+reduced+scattering+and+absorption+coefficients+at+visible+and+near-infrared+wavelengths.">Characterization of thin poly(dimethylsiloxane)-based tissue-simulating phantoms with tunable reduced scattering and absorption coefficients at visible and near-infrared wavelengths.</a> J Biomed Opt. 19 (11), 115002 (2014).</li><li>Meissner, S., Knels, L., Krueger, A., Koch, T., Koch, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Simultaneous+three-dimensional+optical+coherence+tomography+and+intravital+microscopy+for+imaging+subpleural+pulmonary+alveoli+in+isolated+rabbit+lungs.">Simultaneous three-dimensional optical coherence tomography and intravital microscopy for imaging subpleural pulmonary alveoli in isolated rabbit lungs.</a> J Biomed Opt. 14 (5), 054020 (2009).</li><li>Morris, A. H., 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=A+new+nuclear+magnetic+resonance+property+of+lung.">A new nuclear magnetic resonance property of lung.</a> J Appl Phys. 58 (3), 759-762 (1985).</li><li>Hearon, 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=Porous+Shape+Memory+Polymers.">Porous Shape Memory Polymers.</a> Polym Rev (Phila Pa). 53 (1), 41-75 (2013).</li></ol>

우리는 만드는 방법에 대해 내부 공기-조직 인터페이스를 시뮬레이션 하기 위해 내부 분기 구조 murine 폐를 표현 하기 위해 광학 환영을 증명 하고있다. Murine 폐 조직의 광학 속성 광학 산란 및 흡수 homogenously 대량 매트릭스 고분자 내 분산 입자의 독특한 농도 통합 하 여 달성 된다. 이러한 광학 속성 (즉, 병에 걸리는 조직 대 건강 한) 다른 국가에서 조직의 다른 스펙트럼 범위 내에서 생리 ?...

조직 유령 시스템 특성화 및 광학 이미징 및 분광학 기기, 초음파 또는 핵 modalities1,2,3 multimodality 시스템 등의 교정에 널리 사용 됩니다. ,4. 유령은 시스템 특성화 및 여러 생물 학적 이미징 기술의 품질 관리에 대 한 제어 광 환경을 제공합니다. 조직 흉내 낸 유령은 시스템 성능을 예측 하 고 생리 적인 작업;에 대 한 시스템 설계 최적화에 유용한 도구 예를 들어 종양을 평가 하기 위한 광 프로브 프로브 깊이 예측5를여백입니다. 광학 속성과 팬텀의 구조 설계는 악기 사용 됩니다, 따라서 타당성 연구 및 시스템 성능3의 확인에 대 한 허용 특정 생리 적인 환경을 모방 하기 위해 조정 될 수 있다 6,7. 이미징 시스템 성능을 입력 전 임상 또는 임상 시험 전에 현실적인 광학 환영의 오작동의 위험 또는 vivo에서 공부 하는 동안 사용할 수 없는 데이터의 수집을 줄일 수 있습니다. 재현성 및 안정성 광학 환영의 그들에 게 내 고 남북 instrument 다양성, 특히 다른 악기와 함께 되 임상 시험 모니터 광학 기술에 대 한 사용자 정의 교정 표준 연산자, 그리고 환경 조건8,9.
또한 조직 흉내 낸 유령 이론적인 광학 모델의 유효성 검사에 대 한 가변 및 재현성 물리적 모델 역할을 합니다. 10,11을 실험 동물에 대 한 필요성을 절감 하는 동안 시뮬레이션 설계 및 광학 기기 vivo에서 의 최적화에 도움이. 개발 및 정확 하 게 나타내는 환경 vivo에서 광학 시뮬레이션의 유효성 검사의 조직 구조, 생화학, 내용과 대상의 신체 내에서 조직 위치 복잡 하 여 지 장 수 있습니다. 주제 사이 가변성은 동물이 나 인간의 측정을 사용 하 여 도전 하는 이론적 모델의 유효성 검사. 폴리머 광 조직 유령 광자 마이그레이션12,13,,1415공부 하는 알려진 하 고 재현할 수 광 환경을 제공 하 여 이론적 모델의 유효성 검사에 대 한 수 있습니다.
시스템 보정을 위해 고체 광학 환영 경화 폴리머 광 산란, 흡수, 또는 형광의 파장에 대 한 조정의 단일 균질 슬 래 브의 구성 됩니다. 유령 상피 조직 모델16,17조직 광학 속성의 깊이 변화를 모방 하기 위해 자주 사용 되는 폴리머 층. 이러한 팬텀 구조는 상피 이미징 및 모델링에 대 한 충분 한 조직 구조는 각 계층을 통해 상당히 균질 하기 때문에. 그러나, 큰 규모와 더 복잡 한 구조에 영향을 다른 기관에서 복사 전송. 더 복잡 한 환영을 만드는 방법은 피하 혈관18,19 와20방광 등 전체 장기의 광 환경 시뮬레이션 하기 위해 개발 되었습니다. 공기-조직 인터페이스;의 분기 구조 때문 독특한 문제 제공 폐에 빛 전송 모델링 단단한 팬텀 것 이다 가능성이 복제 하지 기관에 복사 전송 정확 하 게21. 광학 팬텀으로 복잡 한 구조를 통합 하는 방법을 설명 하기 위해 void 기도 (그림 1)의 3 차원 (3D) 거시적인 구조를 나타내는 내부, 재현 프랙탈 트리를 만드는 방법을 설명 합니다.
지난 몇 십년에서 3D 인쇄 의료 기기 및 모델22, 신속한 프로토 타입에 대 한 주된 방법 되 고 광학 조직 팬텀도 예외는 아니다. 3D 인쇄 채널23, 혈관 네트워크24, 및 전신 작은 동물 모델25광학 환영 날조를 위한 첨가제 제조 도구로 사용 되었습니다. 이러한 방법은 독특한 광학 특성을 가진 하나 또는 두 개의 인쇄 재료를 사용합니다. 방법은 또한 일반, 혼 탁 한 생물 조직25,26모방을 인쇄 재료의 광학 특성을 조정 하 개발 되었습니다. 그러나, 그래서이 방법은 모든 생물 학적 조직에 적합 하지 않습니다 달성 광 속성의 범위 인쇄 소재, 아크릴로 니트 릴 부 타 디 엔 스 티 렌 (ABS)26, 등 일반적으로 폴리머에 의해 제한 됩니다. 입니다 (PDMS) 비 산 tunability27,28의 더 높은 수준으로 입자를 흡수와 쉽게 혼합 일 수 있다 광학 투명 폴리머입니다. PDMS는 또한 동맥 모델 embolic 장치29,30의 배포에 대 한 유령 형에 사용 되었습니다. 이 유령 또한 분해할 3D 인쇄 부분을 활용 하지만 광학 장치 배포를 시각화에 대 한 명확한 유지. 여기, 우리 조직의 예비 모델과 murine 폐의 기도 조작 하는 산란 및 흡수 하는 입자 PDMS의 광학 속성의 tunability이이 방법을 결합.
여기에 제시 된 팬텀은 폐에, 다른 장기의 다양 한 프로세스를 적용할 수 있습니다. 팬텀의 내부 구조의 3D 인쇄 디자인을 혈액 또는 림프 혈관 네트워크, 골 수, 또는 심지어 심장31의 4 연 발된 구조 어떤 목적 인쇄 규모에 대 한 사용자 정의 될 수 있습니다. 우리 광학 이미징 및 폐32,,3334의 모델링에 관심이 있기 때문에, 우리는 내부 구조로 4 세대 프랙탈 트리를 사용 하 여 팬텀 폴리머 내 복제를 하셨습니다. 이 구조는 대략적인 기도의 분기 구조 및 3D 인쇄 과정에 대 한 이탈 지원 자료를가지고 하도록 설계 되었습니다. 더 해부학 적인 몸의 올바른 기도 이탈 지원 물자를 필요 하지 않은 경우 인쇄 될 수 있습니다. 이 특정 모델은 기도 나타내지만, 팬텀의 내부 구조는 소재 무효를 유지 필요가 없습니다. 일단 주변 폴리머 치료 하 고 3D 인쇄 부분 해산, 내부 구조 사용할 수 있습니다 흐름 통로 또는 보조 형으로 그것의 자신의 독특한 흡수와 산란 특성 자료에 대 한. 예를 들어 경우이 프로토콜에서 내부 구조는 기도 보다는 디지털 뼈로 만들어진, 뼈 구조 3D 인쇄, PDMS는 손가락의 광학 특성을 가진 성형 및 다음 팬텀에서 해산 수 있습니다. 다음 다른 광 특성을 가진 PDMS 혼합물 무효 가득 수 있습니다. 또한, 각 형 단일 분해할 수 있는 부분에 국한 되지 않습니다. 손가락의 팬텀 뼈, 혈관, 동맥, 및 일반 부드러운 조직 층 각각 그것의 자신의 독특한 광학 속성을 포함 하도록 만들 수 수 있습니다.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:868px;" width="868">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:228px;">Dow Corning Sylgard 184 Silicone Encapsulant Clear 0.5 kg Kit</td>
			<td style="width:195px;">Ellsworth Adhesives</td>
			<td style="width:187px;">184 SIL ELAST KIT 0.5KG</td>
			<td style="width:259px;">Polydimethylsiloxane: polymer base for optical phantoms</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:228px;">White Rutile Titanium Dioxide powder</td>
			<td style="width:195px;">Atlantic Equipment Engineers</td>
			<td style="width:187px;">TI-602</td>
			<td style="width:259px;">Scattering particles for optical phantoms</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:228px;">Higgins Fountain Pen India Ink</td>
			<td style="width:195px;">Michaels Craft Stores</td>
			<td style="width:187px;">&#160;10015483</td>
			<td style="width:259px;">Absorbing particles for optical phantom</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:228px;">Heat Resistant tape</td>
			<td style="width:195px;">Uline</td>
			<td style="width:187px;">S-7595</td>
			<td style="width:259px;">Heat resistant tape for polymer molds</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:228px;">Fortus 360mc 3D printer</td>
			<td style="width:195px;">Stratasys</td>
			<td style="width:187px;">N/A</td>
			<td style="width:259px;">Able to switch build and support material with this model printer</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:228px;">ABS Ivory Model Material</td>
			<td style="width:195px;">Stratasys</td>
			<td style="width:187px;">SDS-000001</td>
			<td style="width:259px;">Material for printing mold parts and/or using as support for printing internal structure&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:228px;">SR-30 Soluble Support</td>
			<td style="width:195px;">Stratasys</td>
			<td style="width:187px;">400638-0001</td>
			<td style="width:259px;">Base soluble support material for printing internal structure</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:228px;">Flacktek Speedmixer</td>
			<td style="width:195px;">Flacktek Inc.</td>
			<td style="width:187px;">DAC 150.1 FV</td>
			<td style="width:259px;">For efficient mixing of polymer and particles&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:228px;">Integrating sphere</td>
			<td style="width:195px;">Edmund Optics</td>
			<td style="width:187px;">58-585</td>
			<td style="width:259px;">For measuring optical properties</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:228px;">Polycarbonate build plates (1 mm)</td>
			<td style="width:195px;">Stratasys</td>
			<td style="width:187px;">N/A</td>
			<td style="width:259px;">Used polycarbonate build plates from Stratasys printer can also be used</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

fabrication and characterization of optical tissue phantoms containing macrostructure

새로운 광학 이미징 기술의 급속 한 발전 낮은-비용, 사용자 정의 및 쉽게 재현할 수 기준의 가용성에 따라 달라 집니다. 이미징 환경 복제, 비용이 많이 드는 동물 실험 기법을 확인 하기 위해 피할 수 있습니다. 예측 하 고 vivo 및 전 비보 이미징 기술을의 성능 최적화에 관심의 조직에 광학과 유사한 샘플 테스트 필요 합니다. 광학 환영 조직 흉내 낸 평가, 특성, 또는 광학 시스템의 교정에 대 한 표준을 제공합니다. 동종 고분자 광학 조직 환영 널리 좁은 스펙트럼 범위 내에서 특정 조직 형식의 광학 속성을 모방 하는 데 사용 됩니다. 계층화 된 조직, 표 피와 진 피, 단순히 이러한 동종 석판 유령 스태킹 하 여 유사 수 있습니다. 그러나, 이미징 기술은 vivo에서 많은 혈관, 기도, 또는 조직 결함, 같은 3 차원 구조, 이미징 시스템의 성능에 영향을 미칠 어디 더 공간 복잡 한 조직에 적용 됩니다.
이 프로토콜 통합 조직의 광학 특성을 가진 재료를 사용 하 여 3 차원 구조 복잡 하 조직 흉내 낸 팬텀의 제작을 설명 합니다. 룩 업 테이블 인도 잉크 및 이산화 티타늄 광 흡수 및 산란 대상에 대 한 조리법을 제공합니다. 특성화 및 광학 물성을 조정 하는 방법은 설명 합니다. 이 문서에 대 한 자세한 팬텀 제조는 내부 분기 모의 기도 무효; 그러나, 기술은 다른 조직 또는 장기 구조에 광범위 하 게 적용할 수 있습니다.

팬텀 제조 기법을 보여, 마우스 폐 조직 유령 삭제 건강 하 고 염증이 murine 폐 조직 535에서의 측정된 광학 특성을 시뮬레이션 하기 위해 조작 했다 nm (표 5). 이 파장의 이전 연구33mycobacteria의 재조합 기자 긴장에서 사용 하는 tdTomato 형광 단백질의 여기 파장이입니다. 마우스 폐 조직의 광학 측정 1.4-1.5 단계에서 설명한 동일한 방법으로 획득 ?...

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Fabrication and Characterization of Optical Tissue Phantoms Containing Macrostructure

광학 조직 환영 교정 및 광학 이미징 시스템의 특성 및 이론적 모델의 유효성 검사에 대 한 필수적인 도구입니다. 이 기사 팬텀 제조 조직 광학 속성 및 3 차원 조직 구조의 복제를 포함 하는 방법을 자세히 설명 합니다.

제조 및 Macrostructure를 포함 하는 광학 조직 팬텀의 특성화

The rapid development of new optical imaging techniques is dependent on the availability of low-cost, customizable, and easily reproducible standards. By ...

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Electrospun fibers (EFs) have been widely used in a variety of therapeutic applications; however, they have only recently been applied as a technology to ...