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

Finanziamento è da Evans Medical foundation finanziamenti dal Boston Medical Center così come un sub-contratto da NIH 5R01CA183101, pilota di BU-CTSI concedere 1UL1TR001430, BU-Joslin programma pilota e BU-CTSI KL2TR001411.

Tutti i metodi descritti qui sono stati approvati dalla cura degli animali e uso Comitato (ACUC) di Boston Medical Center.
1. impostazione sistema
<ol><li>Sistema di oSLO<ol>
<li>Utilizzare una sorgente laser di supercontinuum come la sorgente laser di sistema.<ol>
<li>Separare la gamma della luce visibile (450-650 nm) da gamma di lunghezza d'onda superiore (650-2000 nm) da uno specchio dicroico (DM1). Ampliano la gamma con una coppia di prismi dispersivi dopo il fascio passa attraverso un d...

<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>

Qui, abbiamo descritto oSLO, una in vivo volumetrico fluorescente imaging retinico tecnica con un FOV oltre 30 °. Rispetto al ott, un attuale standard di cura imaging metodo in Oftalmologia, oSLO offre una simile capacità di imaging 3D ancora permette di contrasto di fluorescenza che OCT non è sensibile a. Il vantaggio di oSLO è che richiede solo una scansione raster e così permette la perfetta combinazione di OCT, fornendo due tecniche complementari per imaging volumetrico strutturale e fluorescente.
<...

Oftalmologia e visione scienza beneficiare grandemente le moderne tecniche di imaging ottiche, poiché la retina è facilmente raggiungibile con la luce. L'imaging retinico di fluorescenza è uno strumento essenziale nella diagnosi e nella gestione delle malattie vascolari corioretiniche come retinopatia diabetica (Dott) e degenerazione maculare senile (AMD), entrambi i quali sono principali cause di cecità negli Stati Uniti.
Tuttavia, è ancora difficile da acquisire un ampio campo visivo (FOV), imaging mediante fluorescenza imaging tridimensionale retinico (3D). Fotografia del fondo non ha la capacità di risoluzione di profondità e non rifiuta la luce diffusa. Di conseguenza, la miscelazione dei segnali provenienti da differenti profondità riduce la qualità dell'immagine. Oftalmoscopia di scansione laser (SLO) e confocale può SLO (cSLO) ridurre l'effetto di luce diffusa mediante gating confocale1. Tuttavia, è difficile per SLO o cSLO per acquisire un'immagine della retina umana 3D a causa del limite della loro profondità di fuoco. Ottica adattiva SLO (AOSLO) attraverso la correzione per le aberrazioni di wavefront introdotte dall'occhio umano, in grado di fornire eccellente risoluzione e contrasto. Tuttavia, AOSLO avrebbe ancora bisogno z-stacking per imaging volumetrico2. Optical coherence tomography (OCT)3 e sistemi di angiografia (OCTA) OCT superano queste restrizioni per fornire tridimensionale (3D) immagini anatomiche e vascolare4,5,6, ma la natura privo di tintura di ottobre non visualizzi perdita indicativo di disfunzione vascolare.
Questo protocollo descrive una nuova piattaforma multimodale per retinica fluorescenza volumetrica 3D imaging, vale a dire obliquo scansione laser oftalmoscopia (oSLO). In questo sistema di imaging, una scansione obliqua è generata da un dispositivo di scorrimento della coda di colomba, e un sistema di imaging finale è allineato in un angolo per rilevare la fluorescenza Croce immagini sezionali. Il sistema utilizza metodi di scansione laser, e queste tecniche permettono facile incorporazione con OCT come una modalità di imaging volumetrica strutturale complementare. La risoluzione corrente di profondità è di circa 25 µm nella retina del ratto e del campo visivo è di 30°. Essenzialmente, l'oSLO permette una versione fluorescente di OCT e contemporaneamente combinabile con OCT e OCTA sopra un grande FOV.
In questo protocollo, descriviamo il programma di installazione di oSLO, il metodo di allineamento e di costruzione, il metodo di imaging in vivo della retina del ratto e i risultati rappresentativi.

<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)

Mentre la formazione immagine di fluorescenza è ampiamente usata in Oftalmologia, un'immagine retinica di tridimensionale (3D) fluorescenza ampio campo visivo (FOV) è ancora una grande sfida con state-of-the-art retinico modalità di formazione immagine perché richiederebbero z-accatastamento a compilare un dataset volumetrico. Più recente tomografia a coerenza ottica (OCT) e sistemi di angiografia (OCTA) OCT superano queste restrizioni per fornire immagini anatomiche e vascolare di tridimensionali (3D), ma la natura privo di tintura di ottobre non visualizzi perdita indicativo di vascolare disfunzione. Questo protocollo descrive un romanzo obliquo scansione laser oftalmoscopia (oSLO) tecnica che fornisce immagini retiniche fluorescenza volumetrica 3D. Il programma di installazione del sistema di imaging genera la scansione di un dispositivo di scorrimento di coda colomba obliquo e allinea il sistema di imaging finale ad un angolo di rilevare immagini a sezione trasversale fluorescente. Il sistema utilizza il metodo di scansione laser e permette quindi una facile incorporazione di ottobre come una modalità di imaging volumetrica strutturale complementare. In vivo imaging su retina del ratto è dimostrato qui. Soluzione di fluorescina è iniettato per via endovenosa per produrre l'angiografia della fluorescina volumetrica (vFA).

Figura 4a Mostra un'immagine di OCT a sezione trasversale di una retina di ratto. Figura 4b c -4 mostrano le stesse immagini a sezione trasversale della retina di vFA OCTA e oSLO acquisito allo stesso tempo. L'oSLO consente a sezione trasversale FA analoga a OCT B-scan. In confronto a OCTA, l'immagine della sezione trasversale di oSLO vFA identifica chiaramente i vasi strato delle fibre nervose (NFL) e strato del...

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

Qui, presentiamo un protocollo per ottenere un ampio campo visivo (FOV) tridimensionale (3D) fluorescenza e immagine retinica OCT utilizzando una nuova piattaforma di imaging multimodale. Introdurremo l'installazione del sistema, il metodo di allineamento e i protocolli operativi. In vivo imaging sarà dimostrato, e saranno forniti risultati rappresentativi.

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 ...

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

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

Integrated Photoacoustic Ophthalmoscopy and Spectral-domain Optical Coherence Tomography

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 ...

Wideband Optical Detector of Ultrasound for Medical Imaging Applications

Wideband rivelatore ottico di ultrasuono per applicazioni Medical Imaging

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 Prussian Blue Nanoparticelle per applicazioni di imaging multimodale molecolari

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

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 ...

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 ...

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

Microscopia confocale e a forza atomica (Conpokal) quasi simultanea su cellule vive

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

Doppia scansione Raster Photoacoustic Small-Animal Imager per la visualizzazione vascolare

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

Valutazioni strutturali in vivo della malattia oculare in modelli di roditori mediante tomografia a coerenza ottica

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

Quantificazione dell'organizzazione del collagene fibrilla con strumenti a base di trasformata curvelet

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