Name: multimodal volumetric retinal imaging by oblique scanning laser ophthalmoscopy (oslo) and optical coherence tomography (oct)
Uploaded: 2018-08-04T14:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Multimodal Volumetric Retinal Imaging by Oblique Scanning Laser Ophthalmoscopy oSLO and Optical Coherence Tomography OCT at JoVE.com

Financiering afkomstig is van de medische Evans Stichting financiering uit Boston Medical Center evenals een sub-contract van NIH 5R01CA183101, BU-CTSI piloot verlenen 1UL1TR001430, BU-Joslin proefprogramma en BU-CTSI KL2TR001411.

Alle methoden die hier worden beschreven zijn goedgekeurd door de Animal Care en gebruik Comité (ACUC) van Boston Medical Center.
1. de systeeminstellingen
<ol><li>oSLO systeem<ol>
<li>Gebruik een supercontinuum laserbron als de bron van de laser systeem.<ol>
<li>Het zichtbare licht bereik (450-650 nm) van hogere golflengtegebied (650-2000 nm) scheiden door een dichroïde spiegel (DM1). Vouw het spectrum met een paar verspreide prisma's na de lichtbundel passeren een polarisatie balk splitt...

<ol>
	<li>Webb, R. H., Hughes, G. W., Delori, F. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Confocal+scanning+laser+ophthalmoscope.">Confocal scanning laser ophthalmoscope.</a> Applied Optics. 26 (8), 1492-1499 (1987).</li><li>Roorda, 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=Adaptive+optics+scanning+laser+ophthalmoscopy.">Adaptive optics scanning laser ophthalmoscopy.</a> Optics Express. 10 (9), 405-412 (2002).</li><li>Huang, 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=Optical+coherence+tomography.">Optical coherence tomography.</a> Science. 254 (5035), 1178-1181 (1991).</li><li>de Carlo, T. E., Romano, A., Waheed, N. K., Duker, J. 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+review+of+optical+coherence+tomography+angiography+(OCTA).">A review of optical coherence tomography angiography (OCTA).</a> International Journal of Retina and Vitreous. 1 (1), 5 (2015).</li><li>Jia, 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=Quantitative+Optical+Coherence+Tomography+Angiography+of+Choroidal+Neovascularization+in+Age-Related+Macular+Degeneration.">Quantitative Optical Coherence Tomography Angiography of Choroidal Neovascularization in Age-Related Macular Degeneration.</a> Ophthalmology. 121 (7), 1435-1444 (2014).</li><li>Chen, C. -. L., Wang, R. K. <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+based+angiography+[Invited].">Optical coherence tomography based angiography [Invited].</a> Biomedical Optics Express. 8 (2), 1056-1082 (2017).</li><li>Yi, J., Chen, S. Y., Shu, X., Fawzi, A. 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=Human+retinal+imaging+using+visible-light+optical+coherence+tomography+guided+by+scanning+laser+ophthalmoscopy.">Human retinal imaging using visible-light optical coherence tomography guided by scanning laser ophthalmoscopy.</a> Biomedical Optics Express. 6 (10), 3701-3713 (2015).</li><li>Zhang, X. 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=Dual-band+spectral-domain+optical+coherence+tomography+for+in+vivo+imaging+the+spectral+contrasts+of+the+retinal+nerve+fiber+layer.">Dual-band spectral-domain optical coherence tomography for in vivo imaging the spectral contrasts of the retinal nerve fiber layer.</a> Optics Express. 19 (20), 19653-19667 (2011).</li><li>Delori, F. C., Webb, R. H., Sliney, D. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Maximum+permissible+exposures+for+ocular+safety+(ANSI+2000),+with+emphasis+on+ophthalmic+devices.">Maximum permissible exposures for ocular safety (ANSI 2000), with emphasis on ophthalmic devices.</a> Journal of the Optical Society of America a-Optics Image Science and Vision. 24 (5), 1250-1265 (2007).</li><li>Zhang, 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=Volumetric+fluorescence+retinal+imaging+in+vivo+over+a+30-degree+field+of+view+by+oblique+scanning+laser+ophthalmoscopy+(oSLO).">Volumetric fluorescence retinal imaging in vivo over a 30-degree field of view by oblique scanning laser ophthalmoscopy (oSLO).</a> Biomedical Optics Express. 9 (1), 25-40 (2018).</li></ol>

Wij hebben hier, oSLO, een in vivo volumetrische fluorescerende retinal imaging techniek met een FOV van meer dan 30 ° beschreven. In vergelijking met de LGO, een huidige standaard van zorg imaging methode in oogheelkunde, oSLO biedt een soortgelijke 3D-imaging vermogen nog kunt fluorescentie contrast dat OCT is niet gevoelig voor. Het voordeel van oSLO is dat het vereist slechts één raster scan, en dus kan de naadloze combinatie van LGO, twee complementaire technieken te voorzien van structurele en fluoresce...

Oogheelkunde en visie wetenschap veel baat hebben bij de moderne optische beeldvormingstechnieken, want het netvlies zijn gemakkelijk toegankelijk met licht. Fluorescentie retinale imaging is een essentieel instrument in de diagnose en het beheer van chorioretinal en vaatziekten zoals diabetische retinopathie (DR) en leeftijdsgebonden Macula Degeneratie (AMD), die beide zijn belangrijkste oorzaken van blindheid in de Verenigde Staten.
Het is echter nog steeds uitdagend te verwerven van een groot beeldveld (FOV), driedimensionale (3D) retinal imaging met behulp van fluorescentie imaging. Fundus fotografie hoeft niet het vermogen diepte-oplossen en doet niet verwerpen diffuus licht. Dientengevolge, vermindert het mengen van de signalen van verschillende diepte de beeldkwaliteit. Scan laser ophthalmoscopy (SLO) en confocal SLO (cSLO) kan het effect van diffuus licht met behulp van de confocal gating1verminderen. Het is echter moeilijk voor SLO of cSLO te verwerven van een 3D-menselijke netvlies beeld als gevolg van de limiet van hun diepte van de focus. Adaptieve optiek SLO (AOSLO) bieden uitstekende resolutie en contrast door te corrigeren voor de afwijkingen van de wavefront geïntroduceerd door het menselijk oog. AOSLO zou nog moeten echter z-stapelen voor volumetrische imaging2. Optische coherentie tomografie (OCT)3 en OCT angiografie (OCTA) systemen overwinnen deze beperkingen om te voorzien in driedimensionale (3D) afbeeldingen van de anatomische en vasculaire4,5,6, maar de kleurstof-vrije natuur van LGO kan niet visualiseren lekkage indicatieve van vasculaire dysfunctie.
Dit protocol beschrijft een roman multimodale platform voor 3D volumetrische fluorescentie retinal imaging, namelijk scanning schuine laser ophthalmoscopy (oSLO). Een schuine scannen wordt gegenereerd door een dove-staart-schuifregelaar in dit imaging systeem, en een definitieve imaging systeem in een hoek met het detecteren van fluorescentie cross-sectionele beelden wordt uitgelijnd. Het systeem maakt gebruik van laser scannen van methoden, en deze technieken laat gemakkelijke integratie met OCT als een aanvullende structurele volumetrische imaging modaliteit. De huidige diepte resolutie is ongeveer 25 µm in het netvlies van de rat en het gezichtsveld is 30°. In wezen, de oSLO kunt een fluorescerende versie van LGO en gelijktijdig kunnen worden gecombineerd met LGO en OCTA over een grote FOV.
In dit protocol beschrijven we de installatie van het oSLO, de methode van uitlijning en de bouw, de methode van in vivo imaging van rat netvlies en de representatieve resultaten.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Supercontinuum Laser Source</td>
			<td>NKT Photonics</td>
			<td>SuperK EXTREME EXU-OCT6</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dichroic Mirror (DM1)</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>DMLP650R</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dichroic Mirror (DM2)</td>
			<td>Chroma</td>
			<td>ZT514/1064rpc</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dichroic Mirror (DM3)</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>DMLP900R</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Single Mode Fiber (SMF 1)</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>P3-460B-FC-2</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Single Mode Fiber (SMF 2)</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>P3-780A-FC-2</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Optic Fiber Coupler</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>TW850R5A2</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1:1 Telescope System</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>AC254-100-A&#215;2</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3:1 Telescope System</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>AC254-150-A&#215;2</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3:1 Telescope System</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>AC254-50-A&#215;2</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1:1 Telescope System</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>AC254-100-A&#215;2</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Galvo Mirrors (GM1,GM2)</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>GVS201&#215;2</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>De-sacn Galvo Mirrors (GM3)</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>GVS011</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Objective Lens</td>
			<td>Olympus</td>
			<td>UplanSApo 20&#215;/0.75</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Final imaging system</td>
			<td>Olympus</td>
			<td>UplanFL N 10&#215;/0.3</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Final imaging system</td>
			<td>Computar</td>
			<td>12-36mm/1:2.8</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Camera</td>
			<td>PCO</td>
			<td>Pco.pixelfly usb</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Filter</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>FEL0800</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mounted Continuously Variable ND Filter</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>NDC-50C-4M-A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Line Scan Camera</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>SPL2048-140K</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Analog Output Board (AO1)</td>
			<td>National Instrument</td>
			<td>PCI-6731</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Analog Output Board (AO2)</td>
			<td>National Instrument</td>
			<td>PCIe-6351</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Long pass filter</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>FEL0800</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

multimodal volumetric retinal imaging by oblique scanning laser ophthalmoscopy (oslo) and optical coherence tomography (oct)

Hoewel fluorescentie imaging wijd in de oogheelkunde gebruikt wordt, is een groot beeldveld (FOV) driedimensionale (3D) fluorescentie retinale beeld nog steeds een grote uitdaging met de state-of-the-art retinal imaging modaliteiten, omdat zij z-stapelen te vereisen zou het compileren van een volumetrische dataset. Nieuwere optische coherentie tomografie (OCT) en OCT angiografie (OCTA) systemen overwinnen deze beperkingen om driedimensionale (3D) anatomische en vasculaire beelden, maar de kleurstof-vrije aard van LGO kan niet visualiseren lekkage indicatieve van vasculaire dysfunctie. Dit protocol beschrijft een roman oblique laser ophthalmoscopy (oSLO) techniek waarmee 3D volumetrische fluorescentie retinale imaging te scannen. De installatie van de imaging systeem genereert de schuine scannen door de schuifregelaar van een duif staart en Hiermee lijnt u de definitieve imaging systeem onder een hoek met fluorescerende transversale afbeeldingen detecteren. Het systeem maakt gebruik van de laser methode voor het scannen, en daarom, een gemakkelijke integratie van LGO wordt toegestaan als een aanvullende structurele volumetrische imaging modaliteit. In vivo imaging op rat netvlies is hier gedemonstreerd. Fluoresceïne oplossing is intraveneus geïnjecteerd om het produceren van volumetrische fluoresceïne-angiografie (vFA).

Figuur 4a toont een transversale OCT beeld van het netvlies van een rat. Figuur 4b -4 c Toon de dezelfde retinale transversale beelden van OCTA- en oSLO vFA verworven op hetzelfde moment. De oSLO kunt transversale FA analoog aan de OCT B-scan. In vergelijking met OCTA identificeert de oSLO vFA transversale afbeelding duidelijk de vaartuigen in de zenuw vezel laag (NFL) en ganglion cel (GCL) en haarvaten in Meervo...

Watch this Scientific Journal Video about Multimodal Volumetric Retinal Imaging by Oblique Scanning Laser Ophthalmoscopy oSLO and Optical Coherence Tomography OCT at JoVE.com

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

Hier presenteren we een protocol om een groot beeldveld (FOV) driedimensionale (3D) fluorescentie en OCT retinale beeld met behulp van een roman imaging multimodale platform. We introduceren de systeeminstellingen, de methode van de aanpassing en de operationele protocollen. In vivo imaging zal worden aangetoond, en representatieve resultaten zal worden verstrekt.

Multimodale volumetrische Retinal Imaging door schuine scannen Laser Ophthalmoscopy (oSLO) en optische coherentie tomografie (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 ...

Research

JoVE Journal

Bioengineering

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

Three-dimensional Optical-resolution Photoacoustic Microscopy

Drie-dimensionale Optische resolutie Fotoakoestisch Microscopie

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

Integrated Photoacoustic Ophthalmoscopy and Spectral-domain Optical Coherence Tomography

Geïntegreerde Fotoakoestische oftalmoscopie en Spectral-domein Optical Coherence Tomography

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

Wideband Optical Detector of Ultrasound for Medical Imaging Applications

Wideband Optische Detector van Echografie voor Medical Imaging Applications

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

Biofunctionalized Prussian Blue Nanoparticles for Multimodal Molecular Imaging Applications

Biofunctionalized Pruisisch blauw nanopartikels voor Multimodaal Molecular Imaging Toepassingen

Multimodal, molecular imaging allows the visualization of biological processes at cellular, subcellular, and molecular-level resolutions using multiple, ...

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

Computed Tomography en optische beeldvorming van Osteogenesis-angiogenese Koppeling te beoordelen Integratie van schedelbot Autografts en Allografts

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

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

Niet-destructieve controle van afbreekbaar steiger gebaseerde weefsel-Engineered bloedvat ontwikkelen met behulp van optische coherentie tomografie

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

Near Simultaneous Laser Scanning Confocal and Atomic Force Microscopy (Conpokal) on Live Cells

Near Simultaneous Laser Scanning Confocal and Atomic Force Microscopy Conpokal on Live Cells

Near Simultaneous Laser Scanning Confocal and Atomic Force Microscopy (Conpokal) op Live Cells

Techniques available for micro- and nano-scale mechanical characterization have exploded in the last few decades. From further development of the scanning ...

Dual Raster-Scanning Photoacoustic Small-Animal Imager for Vascular Visualization

Dual Raster-Scanning Photoacoustic Small-Animal Imager voor vasculaire visualisatie

Imaging of vascular networks on small animals has played an important role in basic biomedical research. Photoacoustic imaging technology has great ...

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

In vivo structurele beoordelingen van oogziekten in knaagdiermodellen met behulp van optische coherentietomografie

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

Quantifying Fibrillar Collagen Organization with Curvelet Transform-Based Tools

Het kwantificeren van fibrillar collageen organisatie met Curvelet transform-based tools

Fibrillar collagens are prominent extracellular matrix (ECM) components, and their topology changes have been shown to be associated with the progression ...