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

BU-CTSI pilot medel är Evans Medical foundation finansiering från Boston Medical Center samt ett sub kontrakt från NIH 5R01CA183101 från, och bevilja 1UL1TR001430, BU-Joslin pilotprogram och BU-CTSI KL2TR001411.

Alla metoderna som beskrivs här har godkänts av djur vård och användning kommittén (ACUC) av Boston Medical Center.
1. system Setup
<ol><li>oSLO-systemet<ol>
<li>Använda en supercontinuum laserkälla som systemet laserkälla.<ol>
<li>Separata synliga ljuset intervall (450-650 nm) från högre våglängdsområdet (650-2000 nm) av en dichroic spegel (DM1). Expandera spektrumet med ett par spridande prismor efter strålen passerar genom en polarisering stråldelare (PBS).</li>
			<li>Plac...

<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>

Här har vi beskrivit oSLO, en i vivo volymetriska fluorescerande retinal imaging teknik med en FOV över 30 °. Jämfört med oktober, en nuvarande standardbehandling imaging metod i oftalmologi, oSLO erbjuder en liknande 3D imaging förmåga ändå tillåter fluorescens kontrast som OCT inte är känslig för. Fördelen med oSLO är att det kräver endast en raster scan, och således ger en sömlös kombination av ULT, som ger två kompletterande tekniker för strukturella och fluorescerande volymetriska imagi...

Oftalmologi och vision science har stor nytta av moderna optiska bildteknik, eftersom näthinnan och kan lätt nås med ljus. Fluorescens retinal imaging är ett viktigt verktyg i diagnos och hantering av korioretinal vaskulära sjukdomar såsom diabetesretinopati (DR) och åldersrelaterad makuladegeneration (AMD), som båda är ledande orsakerna till blindhet i USA.
Det är dock fortfarande utmanande att förvärva ett stort synfält (FOV), tredimensionella (3D) retinal imaging med hjälp av fluorescens imaging. Fundus fotografi har inte funktionen djup-lösa och avvisar inte diffust ljus. Som ett resultat, minskar blandning av signaler från olika djup bildkvaliteten. Scanning laser Oftalmoskopi (SLO) och confocal SLO (cSLO) kan minska effekten av diffust ljus med hjälp av confocal Usenets1. Det är dock svårt för SLO eller cSLO att förvärva en 3D mänskliga retinal bilden på grund av gränsen för deras skärpedjupet. Adaptiv optik SLO (AOSLO) kan ge mycket bra upplösning och kontrast genom att korrigera för de wavefront avvikelser som infördes genom det mänskliga ögat. Dock skulle AOSLO fortfarande behöva z-stapling för volymetrisk imaging2. OCT angiografi (OCTA) system och optisk koherens tomografi (ULT)3 övervinna dessa begränsningar för att ge tredimensionella (3D) anatomiska och vaskulär bilder4,5,6, men dye-fri natur av oktober kan inte visualisera läckaget vägledande av vaskulär dysfunktion.
Det här protokollet beskriver en roman multimodal plattform för 3D volymetriska fluorescens retinal imaging, nämligen sned scanning laser Oftalmoskopi (oSLO). I detta imaging system, en sned skanning genereras av en dove tail reglage och en slutlig bildsystem justeras i vinkel att upptäcka fluorescens cross sectional bilder. Systemet använder laserscanning metoder, och dessa tekniker Tillåt lätt inkorporeringen med OCT som en kompletterande volymetriska strukturella bildgivande modalitet. Den aktuella resolutionen djup är ca 25 µm i råtta näthinnan och synfältet är 30°. I huvudsak oSLO tillåter en fluorescerande version av OCT och kan samtidigt kombineras med OCT och OCTA över en stor FOV.
I detta protokoll, kommer vi att beskriva inställningen av oSLO, metoden för justering och konstruktion, metoden i vivo Imaging av råtta näthinnan och de representativa resultat.

<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)

Medan fluorescens imaging används ofta i oftalmologi, är ett stort synfält (FOV) tredimensionella (3D) fluorescens retinal bilden fortfarande en stor utmaning med den state-of-the-art retinal imaging villkoren eftersom de skulle kräva z-stapling till Kompilera en volymetrisk datamängd. Nyare optisk koherenstomografi (OCT) och OCT angiografi (OCTA) system övervinna dessa begränsningar för att ge tredimensionella (3D) anatomiska och vaskulär bilder, men hur dye-fri OCT kan inte visualisera läckaget vägledande av vaskulär dysfunktion. Det här protokollet beskriver en roman sned scanning laser Oftalmoskopi (oSLO) teknik som ger 3D volymetriska fluorescens retinal imaging. Inställningen av bildgivande systemet genererar den sneda skanning med en dove tail reglage och justerar den slutliga bildsystem vinkel att upptäcka fluorescerande tvärsnittsdata bilder. Systemet använder laser skanning metod, och därför kan en lätt inkorporering av OCT som en kompletterande volymetriska strukturella bildgivande modalitet. In vivo imaging på råtta näthinnan demonstreras här. Fluorescein lösning injiceras intravenöst för att producera volymetriska fluoresceinangiografi (vFA).

Figur 4a visar en tvärsnitts OCT-bild av en råtta näthinnan. Figur 4b -4 c Visa samma retinal tvärsnittsdata bilder av OCTA och oSLO vFA förvärvade samtidigt. OSLO gör tvärsnittsdata FA analogt till OCT B-scan. I jämförelse med OCTA identifierar oSLO vFA tvärsnittsdata bilden tydligt fartyg i nerv fiberskiktet (NFL) och ganglion celllagrar (GCL) och kapillärer i yttre plexiform lagret (OPL). <strong c...

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

Här presenterar vi ett protokoll för att få ett stort synfält (FOV) tredimensionella (3D) fluorescens och OCT retinal bild med hjälp av en roman imaging multimodal plattform. Vi kommer att införa systeminställningarna, metoden för justering och de operativa protokoll. In vivo imaging kommer att demonstreras och representativa resultat kommer att tillhandahållas.

Multimodala volymetriska Retinal Imaging av sneda Scanning Laser Oftalmoskopi (oSLO) och optisk koherenstomografi (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

Tredimensionell optisk upplösning photoacoustic Mikroskopi

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

Integrerad fotoakustisk oftalmoskopi och Spectral-domän optisk koherens tomografi

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 optisk detektor av ultraljud för medicinsk bildåtergivning

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 Nanopartiklar för Multimodal Molecular bildåtergivning

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

Datortomografi och optisk avbildning av Osteogenesis-angiogenes koppling för att bedöma integration av skallbenet auto och 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

Icke-förstörande övervakning av nedbrytbara byggnadsställning-baserade vävnadstekniska blodkärl utveckling med hjälp av optisk koherenstomografi

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

Nära Samtidig Laserscanning Confocal och Atomic Force Mikroskopi (Conpokal) på levande celler

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 för vaskulär visualisering

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 strukturella bedömningar av okulär sjukdom i gnagarmodeller med optisk koherenstomografi

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

Kvantifiera Fibrillar Collagen Organization med Curvelet Transform-baserade verktyg

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