Name: a coregistered ultrasound and photoacoustic imaging protocol for the transvaginal imaging of ovarian lesions
Uploaded: 2023-03-03T14:15:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about A Coregistered Ultrasound and Photoacoustic Imaging Protocol for the Transvaginal Imaging of Ovarian Lesions at JoVE.com

تم دعم هذا العمل من قبل NCI (R01CA151570 ، R01CA237664). يشكر المؤلفون مجموعة أورام GYN بأكملها بقيادة الدكتور ماثيو باول للمساعدة في تجنيد المرضى ، وأخصائيي الأشعة الدكاترة كاري سيجل ، وويليام ميدلتون ، وملك إيتناي للمساعدة في الدراسات الأمريكية ، وأخصائي علم الأمراض الدكتور إيان هاغمان للمساعدة في تفسير علم الأمراض للبيانات. يعترف المؤلفون بامتنان بجهود ميغان لوثر ومنسقي دراسة GYN في تنسيق جداول الدراسة ، وتحديد المرضى للدراسة ، والحصول على موافقة مستنيرة.

تمت الموافقة على جميع الأبحاث التي أجريت من قبل مجلس المراجعة المؤسسية بجامعة واشنطن.
1. تكوين النظام: الإضاءة البصرية (الشكل 1)
<ol><li>استخدم ليزر Nd: YAG لضخ ليزر Ti-sapphire نابض وقابل للضبط (690-890 نانومتر) عند 10 هرتز.</li>
	<li>قم بتوسيع شعاع الليزر عن طر?...

<ol>
	<li>Nandy, 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=Evaluation+of+ovarian+cancer:+Initial+application+of+coregistered+photoacoustic+tomography+and+US.">Evaluation of ovarian cancer: Initial application of coregistered photoacoustic tomography and US.</a> Radiology. 289 (3), 740-747 (2018).</li><li>Amidi, 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=Role+of+blood+oxygenation+saturation+in+ovarian+cancer+diagnosis+using+multi-spectral+photoacoustic+tomography.">Role of blood oxygenation saturation in ovarian cancer diagnosis using multi-spectral photoacoustic tomography.</a> Journal of Biophotonics. 14 (4), 202000368 (2021).</li><li>Dogan, B. 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=Optoacoustic+imaging+and+gray-scale+US+features+of+breast+cancers:+Correlation+with+molecular+subtypes.">Optoacoustic imaging and gray-scale US features of breast cancers: Correlation with molecular subtypes.</a> Radiology. 292 (3), 564-572 (2019).</li><li>Menezes, G. L. 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=Downgrading+of+breast+masses+suspicious+for+cancer+by+using+optoacoustic+breast+imaging.">Downgrading of breast masses suspicious for cancer by using optoacoustic breast imaging.</a> Radiology. 288 (2), 355-365 (2018).</li><li>Neuschler, E. 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=A+pivotal+study+of+optoacoustic+imaging+to+diagnose+benign+and+malignant+breast+masses:+A+new+evaluation+tool+for+radiologists.">A pivotal study of optoacoustic imaging to diagnose benign and malignant breast masses: A new evaluation tool for radiologists.</a> Radiology. 287 (2), 398-412 (2018).</li><li>von Knorring, T., Mogensen, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Photoacoustic+tomography+for+assessment+and+quantification+of+cutaneous+and+metastatic+malignant+melanoma+-+A+systematic+review.">Photoacoustic tomography for assessment and quantification of cutaneous and metastatic malignant melanoma - A systematic review.</a> Photodiagnosis and Photodynamic Therapy. 33, 102095 (2021).</li><li>Han, S., Lee, H., Kim, C., Kim, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Review+on+multispectral+photoacoustic+analysis+of+cancer:+Thyroid+and+breast.">Review on multispectral photoacoustic analysis of cancer: Thyroid and breast.</a> Metabolites. 12 (5), 382 (2022).</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=Multiparametric+photoacoustic+analysis+of+human+thyroid+cancers+in+vivo.">Multiparametric photoacoustic analysis of human thyroid cancers in vivo.</a> Cancer Research. 81 (18), 4849-4860 (2021).</li><li>Basij, M., Karpiouk, A., Winer, I., Emelianov, S., Mehrmohammadi, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dual-illumination+ultrasound/photoacoustic+system+for+cervical+cancer+imaging.">Dual-illumination ultrasound/photoacoustic system for cervical cancer imaging.</a> IEEE Photonics Journal. 13 (1), 6900310 (2021).</li><li>Agrawal, 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=development,+and+multi-characterization+of+an+integrated+clinical+transrectal+ultrasound+and+photoacoustic+device+for+human+prostate+imaging.">development, and multi-characterization of an integrated clinical transrectal ultrasound and photoacoustic device for human prostate imaging.</a> Diagnostics. 10 (8), 566 (2020).</li><li>Kothapalli, S. -. R., 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=Simultaneous+transrectal+ultrasound+and+photoacoustic+human+prostate+imaging.">Simultaneous transrectal ultrasound and photoacoustic human prostate imaging.</a> Science Translational Medicine. 11 (507), 2169 (2019).</li><li>Leng, X., 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=Assessing+rectal+cancer+treatment+response+using+coregistered+endorectal+photoacoustic+and+US+imaging+paired+with+deep+learning.">Assessing rectal cancer treatment response using coregistered endorectal photoacoustic and US imaging paired with deep learning.</a> Radiology. 299 (2), 349-358 (2021).</li><li>Surveillance, Epidemiology, and End Results Program. Cancer of the Ovary - Cancer Stat Facts. National Cancer Institute Available from: <a target="_blank" href="https://seer.cancer.gov/statfacts/html/ovary.html">https://seer.cancer.gov/statfacts/html/ovary.html</a> (2022)</li><li>Temkin, S. 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=Outcomes+from+ovarian+cancer+screening+in+the+PLCO+trial:+Histologic+heterogeneity+impacts+detection,+overdiagnosis+and+survival.">Outcomes from ovarian cancer screening in the PLCO trial: Histologic heterogeneity impacts detection, overdiagnosis and survival.</a> European Journal of Cancer. 87, 182-188 (2017).</li><li>Kobayashi, 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+randomized+study+of+screening+for+ovarian+cancer:+A+multicenter+study+in+Japan.">A randomized study of screening for ovarian cancer: A multicenter study in Japan.</a> International Journal of Gynecological Cancer. 18 (3), 414-420 (2008).</li><li>Andreotti, R. 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=O-RADS+US+risk+stratification+and+management+system:+A+consensus+guideline+from+the+ACR+ovarian-adnexal+reporting+and+data+system+committee.">O-RADS US risk stratification and management system: A consensus guideline from the ACR ovarian-adnexal reporting and data system committee.</a> Radiology. 294 (1), 168-185 (2020).</li><li>Salehi, H. 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=Design+of+optimal+light+delivery+system+for+coregistered+transvaginal+ultrasound+and+photoacoustic+imaging+of+ovarian+tissue.">Design of optimal light delivery system for coregistered transvaginal ultrasound and photoacoustic imaging of ovarian tissue.</a> Photoacoustics. 3 (3), 114-122 (2015).</li><li>Oppenheim, A. V., Schafer, R. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Digital Signal Processing. , (1975).</li><li>Zou, Y., Amidi, E., Luo, H., Zhu, Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ultrasound-enhanced+Unet+model+for+quantitative+photoacoustic+tomography+of+ovarian+lesions.">Ultrasound-enhanced Unet model for quantitative photoacoustic tomography of ovarian lesions.</a> Photoacoustics. 28, 100420 (2022).</li><li>Prince, J. L., Links, J. 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> Medical Imaging Signals and Systems. , (2006).</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> Scientific Reports. 6, 35137 (2016).</li></ol>

إضاءة بصرية يعتمد عدد الألياف المستخدمة على عاملين: توحيد الإضاءة الخفيفة وتعقيد النظام. من الأهمية بمكان أن يكون لديك نمط إضاءة ضوئي موحد على سطح الجلد لتجنب النقاط الساخنة. من المهم أيضا الحفاظ على النظام بسيطا وقويا بأقل عدد من الألياف. لقد ثبت سابقا أن استخدام أربعة ألياف من...

التصوير الصوتي الضوئي أو التصوير المقطعي (PAT) هو طريقة تصوير هجينة تقيس توزيع الامتصاص البصري بدقة الولايات المتحدة وأعماق تتجاوز حد الانتشار البصري للأنسجة (~ 1 مم). في PAT ، يتم استخدام نبضة ليزر نانوثانية لإثارة الأنسجة البيولوجية ، مما يتسبب في ارتفاع درجة الحرارة بشكل عابر بسبب الامتصاص البصري. هذا يؤدي إلى ارتفاع الضغط الأولي ، ويتم قياس الموجات الصوتية الضوئية الناتجة بواسطة محولات الطاقة الأمريكية. يتضمن PAT متعدد الأطياف استخدام إما ليزر قابل للضبط أو ليزر متعدد يعمل بأطوال موجية مختلفة لإلقاء الضوء على الأنسجة ، مما يتيح إعادة بناء خرائط الامتصاص البصري بأطوال موجية متعددة. استنادا إلى الامتصاص التفاضلي للهيموغلوبين المؤكسج وغير المؤكسج في نافذة الأشعة تحت الحمراء القريبة (NIR) ، يمكن ل PAT متعدد الأطياف حساب توزيعات تركيزات الهيموغلوبين المؤكسج وغير المؤكسج ، وتركيز الهيموجلوبين الكلي ، وتشبع الأكسجين في الدم ، وكلها مؤشرات حيوية وظيفية تتعلق بتكوين الأوعية الدموية للورم واستهلاك أكسجة الدم أو استقلاب الورم. أثبت PAT نجاحا في العديد من تطبيقات الأورام ، مثل سرطان المبيض1،2 ، وسرطان الثدي3،4،5 ، وسرطان الجلد6 ، وسرطان الغدة الدرقية7،8 ، وسرطان عنق الرحم9 ، وسرطان البروستاتا10،11 ، وسرطان القولون والمستقيم 12.
سرطان المبيض هو الأكثر فتكا من بين جميع الأورام الخبيثة النسائية. يتم تشخيص 38٪ فقط من سرطانات المبيض في مرحلة مبكرة (موضعية أو إقليمية) ، حيث يبلغ معدل البقاء على قيد الحياة لمدة 5 سنوات 74.2٪ إلى 93.1٪. يتم تشخيص معظمهم في مرحلة متأخرة ، حيث يكون معدل البقاء على قيد الحياة لمدة 5 سنوات 30.8٪ أو أقل13. تبين أن طرق التشخيص السريري الحالية ، بما في ذلك التصوير بالموجات فوق الصوتية عبر المهبل (TUS) ، ودوبلر الولايات المتحدة ، ومستضد سرطان المصل 125 (CA 125) ، وبروتين البربخ البشري 4 (HE4) ، تفتقر إلى الحساسية والنوعية للتشخيص المبكر لسرطان المبيض14،15،16. بالإضافة إلى ذلك ، قد يكون من الصعب تشخيص جزء كبير من آفات المبيض الحميدة بدقة باستخدام تقنيات التصوير الحالية ، مما يؤدي إلى عمليات جراحية غير ضرورية مع زيادة تكاليف الرعاية الصحية والمضاعفات الجراحية. وبالتالي ، هناك حاجة إلى طرق إضافية دقيقة غير جراحية لتقسيم المخاطر إلى طبقات من الكتل adnexal لتحسين الإدارة والنتائج. من الواضح أن هناك حاجة إلى تقنية حساسة ومحددة لسرطان المبيض في مراحله المبكرة وأكثر دقة في تحديد الآفات الخبيثة من الآفات الحميدة.
طورت مجموعتنا نظاما أمريكيا و PAT عبر المهبل (USPAT) لتشخيص سرطان المبيض من خلال الجمع بين نظام أمريكي سريري ، وغمد مسبار مصنوع خصيصا لإيواء الألياف الضوئية لتوصيل الضوء ، وليزر قابل للضبط1. أظهر إجمالي تركيز الهيموغلوبين (المقياس النسبي ، rHbT) وتشبع الأكسجين في الدم (٪ sO2) المشتق من نظام USPAT إمكانات كبيرة للكشف عن سرطانات المبيض في المراحل المبكرة ولتشخيص آفات المبيض بدقة لتقييم المخاطر الفعال والحد من جراحات الآفات الحميدة غير الضرورية 1,2. يظهر مخطط النظام الحالي في الشكل 1 ، ويظهر مخطط كتلة التحكم في الشكل 2. هذه الاستراتيجية لديها القدرة على دمجها في بروتوكولات TUS الحالية لتشخيص سرطان المبيض مع توفير المعلمات الوظيفية (rHbT، ٪ sO2) لتحسين حساسية وخصوصية TUS.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Clinical US imaging system</td>
			<td>Alpinion Medical Systems</td>
			<td>EC-12R</td>
			<td>Fully programmable clinical US system</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dielectric mirror</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>BB1-E03</td>
			<td>Used to reflect light along the optical path</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Endocavity US transducer</td>
			<td>Alpinion Medical Systems</td>
			<td>EC3-10</td>
			<td>Transvaginal ultrasound probe</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Laser power meter</td>
			<td>Coherent</td>
			<td>LabMax TOP</td>
			<td>Used to measure laser energy</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Multi-mode optical fiber</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>FP1000ERT</td>
			<td>Couple laser light to the endocavity ultrasound probe</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Non-polarizing beam splitter plate</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>BSW11</td>
			<td>For splitting laser beam into sensors to measure energy</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Plano-concave lens</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>LC1715</td>
			<td>For laser beam expansion</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Plano-convex lens&#160;</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>LA1484-B</td>
			<td>For laser beam collimation</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Plano-convex lens&#160;</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>LA1433-B</td>
			<td>Used to focus light into four optical fibers</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Polarizing beam splitter cube</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>PBS252</td>
			<td>For splitting laser beam into four beams</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Protective probe shealth</td>
			<td>Custom 3D printed</td>
			<td></td>
			<td>Hold and protect the four optical fibers at the tip of the ultrasound probe</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Right angle prism mirror</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>MRA25-E03</td>
			<td>Used to reflect light along the optical path</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tunable laser system</td>
			<td>Symphotic TII</td>
			<td>LS-2145-LT50PC</td>
			<td>Light source for multispectral PAT</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>USPAT control software</td>
			<td>Custom developed in C++</td>
			<td></td>
			<td>Controls acquisition parameters of the ultrasound machine and the laser wavelength</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>USPAT image display software</td>
			<td>Custom developed in C++</td>
			<td></td>
			<td>Displays the US/PAT B-scans and sO2/rHbT maps in real time</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a coregistered ultrasound and photoacoustic imaging protocol for the transvaginal imaging of ovarian lesions

لا يزال سرطان المبيض هو الأكثر فتكا بين جميع الأورام الخبيثة النسائية بسبب نقص أدوات الفحص الموثوقة للكشف والتشخيص المبكرين. التصوير الضوئي الصوتي أو التصوير المقطعي (PAT) هو طريقة تصوير ناشئة يمكن أن توفر تركيز الهيموجلوبين الكلي (المقياس النسبي ، rHbT) وتشبع الأكسجين في الدم (٪ sO2) لآفات المبيض / الغدة الدرقية ، والتي تعد معلمات مهمة لتشخيص السرطان. إلى جانب الموجات فوق الصوتية المسجلة (الولايات المتحدة) ، أظهر PAT إمكانات كبيرة للكشف عن سرطانات المبيض والتشخيص الدقيق لآفات المبيض لتقييم المخاطر بشكل فعال والحد من العمليات الجراحية غير الضرورية للآفات الحميدة. ومع ذلك ، فإن بروتوكولات التصوير PAT في التطبيقات السريرية ، على حد علمنا ، تختلف إلى حد كبير بين الدراسات المختلفة. هنا ، نبلغ عن بروتوكول تصوير سرطان المبيض عبر المهبل الذي يمكن أن يكون مفيدا للدراسات السريرية الأخرى ، خاصة تلك التي تستخدم صفائف الموجات فوق الصوتية التجارية للكشف عن الإشارات الصوتية الضوئية وخوارزميات تشكيل الحزمة القياسية للتأخير والجمع للتصوير.

هنا ، نعرض أمثلة على آفات المبيض الخبيثة والطبيعية التي صورتها USPAT. يوضح الشكل 3 امرأة تبلغ من العمر 50 عاما قبل انقطاع الطمث مع كتل adnexal متعددة الكيسات الثنائية التي كشفت عنها CT المعززة بالتباين. يوضح الشكل 3A الصورة الأمريكية للملحق الأيسر مع مؤشر عائد الاست?...

Watch this Scientific Journal Video about A Coregistered Ultrasound and Photoacoustic Imaging Protocol for the Transvaginal Imaging of Ovarian Lesions at JoVE.com

A Coregistered Ultrasound and Photoacoustic Imaging Protocol for the Transvaginal Imaging of Ovarian Lesions

نبلغ عن بروتوكول مسجل بالموجات فوق الصوتية والتصوير الصوتي الضوئي للتصوير عبر المهبل لآفات المبيض / الملحق. قد يكون البروتوكول ذا قيمة لدراسات التصوير الصوتي الضوئي الانتقالية الأخرى ، خاصة تلك التي تستخدم صفائف الموجات فوق الصوتية التجارية للكشف عن الإشارات الصوتية الضوئية وخوارزميات تشكيل الحزمة القياسية للتأخير والمجموع للتصوير.

بروتوكول مسجل بالموجات فوق الصوتية والتصوير الصوتي الضوئي للتصوير عبر المهبل لآفات المبيض

Ovarian cancer remains the deadliest of all the gynecological malignancies due to the lack of reliable screening tools for early detection and diagnosis. ...

كما نعلم جميعا أن سرطان المبيض هو الأكثر فتكا من بين جميع الأورام الخبيثة في أمراض النساء ، عندما يتم اكتشاف سرطان المبيض في مرحلة مبكرة وموضعية ، يمكن للجراحة والعلاج الكيميائي علاج حوالي 70 إلى 90٪ من المرضى مقارنة ب 20٪ فقط أو أقل عندما يتم تشخيصه في المراحل اللاحقة. ومن المعروف أن المعايير الحالية لطرق الرعاية لديها حساسية أقل للكشف المبكر عن سرطان المبيض. علاوة على ذلك ، فإن طرق الرعاية القياسية لها خصوصية منخفضة للغاية لتقييم دقيق لمخاطر آفات المبيض الملحقة ، مما يؤدي إلى عمليات جراحية غير ضرورية ، لذلك مع مضاعفات جراحية محتملة وتكلفة رعاية صحية كبيرة.لذلك ، هناك حاجة إلى تقنيتنا الحساسة للكشف المبكر عن سرطان المبيض والمحددة للتشخيص الدقيق لآفات المبيض الملحقة. يضيء التصوير المقطعي الصوتي الضوئي أو PAT بأضواء قريبة من الأشعة تحت الحمراء بأطوال موجية محددة ويتم امتصاصه بشكل انتقائي بواسطة الهيموغلوبين المؤكسج وغير المؤكسج. يمكن للموجة الصوتية الضوئية الناتجة عن امتصاص الضوء أن تحدد تباين الهيموجلوبين ، ويمكن تسجيل ذلك في الهياكل التشريحية التي تم تصويرها بواسطة الموجات فوق الصوتية المسجلة.يوفر تركيز الهيموغلوبين الكلي وتشبع الأكسجين معلومات وظيفية عن الأوعية الدموية للأنسجة واستهلاك الأكسجين. نظرا لأن الآفات الخبيثة تحتوي عموما على نسبة أعلى من الهيموجلوبين الكلي وتشبع أقل للأكسجين ، فقد يساعد هذان المتغيران المستقلان في اكتشاف سرطانات المبيض في وقت مبكر ويميزان الآفات الخبيثة عن آفات المبيض الحميدة بدقة لتحسين توصيات الإدارة الجراحية. وقد حصلنا على بيانات تجريبية للمريض وأظهرت النتائج أن التصوير الصوتي الضوئي المسجل جنبا إلى جنب مع الموجات فوق الصوتية عبر المهبل والعلامة الحيوية لسرطان المبيض CA 125 يمكنه بالفعل تشخيص آفات المبيض الملحقة.تظهر بياناتنا التجريبية أيضا دليلا على أن التصوير الصوتي الضوئي المسجل يمكن أن يكتشف سرطان المبيض وقناة فالوب في مراحله المبكرة. وتم تطبيق الموجات فوق الصوتية والموجات فوق الصوتية المسجلة بشكل مشترك للكشف عن سرطان الثدي وسرطان الجلد وسرطان الغدة الدرقية وسرطان عنق الرحم وسرطان البروستاتا وسرطان القولون والمستقيم. ومع ذلك ، تختلف مجسات التصوير اعتمادا على نافذة التصوير للأعضاء المختلفة.يتوفر أول نظام تجاري لتصوير الثدي بالصوت الضوئي والموجات فوق الصوتية من Sino Medical Instrument. نتوقع أن يتوفر المزيد من نظام الموجات فوق الصوتية الضوئية التجارية المسجلة في السوق. ومع ذلك ، يجب تصميم مجسات التصوير الضوئي الصوتي والموجات فوق الصوتية عبر المهبل خصيصا لمرضى التصوير.للبدء ، قم بتوسيع شعاع الليزر عن طريق تباعد الحزمة أولا باستخدام عدسة مقعرة بلانو ثم موازاة الحزمة بعدسة محدبة بلانو . استخدم مرآتين لتوجيه الحزمة إلى مقسم شعاع. قسم الحزمة الأصلية إلى قسمين باستخدام مقسم شعاع مستقطب ثم قسم الحزمتين بمقسمات شعاع المرحلة الثانية الأخرى.بهذه الطريقة، ينقسم شعاع الليزر الموسع إلى أربع حزم متساوية الطاقة. قم بتركيب أربعة ألياف بصرية متعددة الأوضاع مع خراطيش الألياف ، واستخدم أربع عدسات محدبة بلانو لتركيز أشعة الليزر الأربعة في الألياف الأربعة. قم بتغطية جميع المكونات البصرية أسفل صندوق معدني لضمان عدم تعرض المسار البصري.قم بتوصيل شاشة إضافية بالموجات فوق الصوتية السريرية القابلة للبرمجة أو نظام الموجات فوق الصوتية لتشغيل برنامج عرض PATUS للتصور في الوقت الفعلي للهيموجلوبين الكلي النسبي وخرائط تشبع الأكسجين في الدم والمعلمات الوظيفية الأخرى. ثم قم بتوصيل الزناد الداخلي لليزر بالمشغل الخارجي لنظام الموجات فوق الصوتية واحصل بالتتابع على خمسة إطارات PAT متتالية وإطار واحد مسجل بالموجات فوق الصوتية. لمعايرة النظام ، اضبط طاقة مضخة الليزر على مستوى ثابت.وبالنسبة لكل طول موجي ، تحقق من ناتج الطاقة لكل نبضة عند كل طرف من أطراف الألياف للتأكد من أن كثافة الطاقة المحسوبة عند كل طول موجي محدد عند القيمة المتوقعة. لإعداد نظام التصوير PATUS ، قم بتشغيل نظام الموجات فوق الصوتية السريرية وابدأ برنامج نظام الموجات فوق الصوتية. اضغط على زر محول الطاقة في لوحة التحكم في جهاز الموجات فوق الصوتية لفتح شاشة اختيار محول الطاقة.ثم حدد محول الموجات فوق الصوتية الصحيح. قم بمعايرة نظام الليزر وأدخل إجمالي طاقة النبضة لكل طول موجي في برنامج عرض PATUS. قم بتجميع مسبار PATUS عن طريق إحاطة الألياف والمسبار داخل غلاف المسبار.للتصوير ، اضبط موضع محول الطاقة PATUS. يظهر هدف ناقص الصدى ببطء في مركز الفحص B. ثم حدد العمق المطلوب في برنامج التحكم PATUS وانقر فوق مسح في برنامج التحكم لبدء الحصول على بيانات PATUS B-mode المسجلة.شاهد برنامج عرض الصور PATUS لمراجعة صور الموجات فوق الصوتية المسجلة وصور PAT B-mode في الوقت الفعلي. يتم عرض بيانات PA ذات الطول الموجي الفردي أعلى الموجات فوق الصوتية عند الحصول عليها. كرر الخطوات للحصول على المزيد من الصور ، وإذا لزم الأمر ، قم بتصوير الآفة الثانية.بمجرد اكتمال الحصول على البيانات ، يتلقى برنامج العرض PATUS مشغلا لإعادة بناء الخرائط الوظيفية. هنا ، تعرض اللوحة اليسرى الموجات فوق الصوتية B-scan، بينما تظهر اللوحة اليمنى الهيموغلوبين الكلي النسبي المتراكب مع الموجات فوق الصوتية المسجلة. حدد منطقة الاهتمام أو عائد الاستثمار ، هنا المبيض المستهدف ، لحساب خريطة SO2 ضمن عائد الاستثمار.تظهر هذه الصورة امرأة تبلغ من العمر 50 عاما قبل انقطاع الطمث مع كتل adnexal متعددة الكيسات الثنائية التي كشفت عنها CT المعززة على النقيض من ذلك. تظهر هنا صورة الموجات فوق الصوتية للملحق الأيسر مع المنطقة ذات الاهتمام أو عائد الاستثمار الذي يميز العقيدات الصلبة المشبوهة داخل الآفة الكيسية. تم تثبيت خريطة الهيموغلوبين الكلي النسبي PAT على الموجات فوق الصوتية. أظهر الهيموجلوبين الكلي النسبي توزيعا واسعا منتشرا للأوعية الدموية في نطاق عمق من سنتيمتر واحد إلى خمسة سنتيمترات وكان المستوى مرتفعا عند 17.1.تم فرض توزيع تشبع الأكسجين في الدم على الموجات فوق الصوتية وكان المستوى منخفضا عند متوسط قيمة 46.4٪ كشف علم الأمراض الجراحي عن سرطان غدي بطانة الرحم المتمايز جيدا لكل من المبيضين الأيمن والأيسر. تم وضع علامة على العمق على الجانب الأيمن من صور B-scan. يوضح هذا الشكل امرأة تبلغ من العمر 46 عاما مصابة بآفات كيسي ثنائية.يظهر هنا الموجات فوق الصوتية للمبيض الأيمن مع كيس بسيط يبلغ قطره الأقصى 4.2 سم. تظهر خريطة الهيموغلوبين الكلي النسبي PAT المتراكبة على الموجات فوق الصوتية المسجلة إشارات تشتت على الجانب الأيسر من الآفة بمتوسط مستوى منخفض يبلغ 4.8. كشفت خريطة تشبع الأكسجين في الدم عن محتوى تشبع أعلى للأكسجين بنسبة 67.5٪ كشف علم الأمراض الجراحي عن وجود مبيض أيمن طبيعي مع أكياس مسامي.لكل طول موجي ، قم بقياس إجمالي إنتاج الطاقة عند أطراف الألياف الأربعة وقارنها بسجل سابق. إذا كان القياس أقل بأكثر من مللي جول واحد من السجل ، فاضبط البصريات لزيادة اقتران الطاقة إلى أقصى حد. يعد استخدام نظام الموجات فوق الصوتية السريري المعتمد من إدارة الغذاء والدواء الأمريكية (FDA) خطوة مهمة في الترجمة السريرية ل PAT.مقارنة بالتصوير خارج الجسم الحي ، يمثل التصوير البشري في الجسم الحي تحديات جديدة في الحصول على البيانات. يمكن استخدام بيانات PAT السريرية بشكل أكبر لأبحاث التشخيص بمساعدة الكمبيوتر. يلهم تطويرنا التكنولوجي ونتائج دراسة المريض التجريبية الواعدة الباحثين والشركات لاستكشاف القدرة الكاملة للصوت الضوئي والموجات فوق الصوتية المسجلة للكشف المبكر عن سرطان المبيض وإدارة المخاطر الجراحية.

Research

JoVE Journal

Engineering

Spatial Separation of Molecular Conformers and Clusters

الفصل المكاني للمتشكلات الجزيئية والتجمعات

Gas-phase molecular physics and physical chemistry experiments commonly use supersonic expansions through pulsed valves for the production of cold ...

Fast Imaging Technique to Study Drop Impact Dynamics of Non-Newtonian Fluids

سريع التصوير وتقنيات لدراسة تأثير انخفاض ديناميات السوائل غير النيوتونية

In the field of fluid mechanics, many dynamical processes not only occur over a very short time interval but also require high spatial resolution for ...

Electron Channeling Contrast Imaging for Rapid III-V Heteroepitaxial Characterization

الإلكترون توجيه التباين التصوير لرابيد III-V Heteroepitaxial توصيف

Misfit dislocations in heteroepitaxial layers of GaP grown on Si(001) substrates are characterized through use of electron channeling contrast imaging ...

Use of a Multi-compartment Dynamic Single Enzyme Phantom for Studies of Hyperpolarized Magnetic Resonance Agents

استخدام متعدد مقصورة الحيوي واحدة أنزيم فانتوم للدراسات وكلاء الرنين المغناطيسي Hyperpolarized

Imaging of hyperpolarized substrates by magnetic resonance shows great clinical promise for assessment of critical biochemical processes in real time. Due ...

Nanostructured Ag-zeolite Composites as Luminescence-based Humidity Sensors

المركبات ذات البنية النانومترية حج-الزيوليت كما مجسات الرطوبة أساس التلألؤ،

Small silver clusters confined inside zeolite matrices have recently emerged as a novel type of highly luminescent materials. Their emission has high ...

Demonstration of a Hyperlens-integrated Microscope and Super-resolution Imaging

مظاهرة مجهر المتكاملة هايبرلينس وتصوير القرار فائقة

The use of super-resolution imaging to overcome the diffraction limit of conventional microscopy has attracted the interest of researchers in biology and ...

Guidelines and Experience Using Imaging Biomarker Explorer (IBEX) for Radiomics

Guidelines and Experience Using Imaging Biomarker Explorer IBEX for Radiomics

المبادئ التوجيهية وتجربة استخدام التصوير مستكشف العلامات البيولوجية (الوعل) لراديوميكس

Imaging Biomarker Explorer (IBEX) is an open-source tool for medical imaging radiomics work. The purpose of this paper is to describe how to use IBEX's ...

Novel Photoacoustic Microscopy and Optical Coherence Tomography Dual-modality Chorioretinal Imaging in Living Rabbit Eyes

تصوير تشوريوريتينال المزدوج-طريقة رواية التنظير المجهري والتصوير المقطعي التماسك البصري في عيون الأرانب الحية

Photoacoustic ocular imaging is an emerging ophthalmic imaging technology that can noninvasively visualize ocular tissue by converting light energy into ...

Three-Dimensional Ultrasonic Needle Tip Tracking with a Fiber-Optic Ultrasound Receiver

إبرة الموجات فوق الصوتية ثلاثية الأبعاد نصيحة تتبع مع جهاز استقبال الموجات فوق الصوتية الألياف البصرية

Ultrasound is frequently used for guiding minimally invasive procedures, but visualizing medical devices is often challenging with this imaging modality. ...

Femtosecond Laser Filaments for Use in Sub-Diffraction-Limited Imaging and Remote Sensing

خيوط ليزر Femtosecond لاستخدامها في تصوير شبه Diffraction محدودة زمنياً، والاستشعار عن بعد

Probing remote matter with laser light is a ubiquitous technique used in circumstances as diverse as laser-induced breakdown spectroscopy and barcode ...