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

Эта работа была поддержана NCI (R01CA151570, R01CA237664). Авторы благодарят всю онкологическую группу гинекологов во главе с доктором Мэтью Пауэллом за помощь в наборе пациентов, радиологов докторов Кэри Сигела, Уильяма Миддлтона и Малака Итнаи за помощь в исследованиях в США и патологоанатома доктора Яна Хагеманна за помощь в интерпретации данных патологии. Авторы с благодарностью отмечают усилия Меган Лютер и координаторов исследований GYN в координации графиков исследования, выявлении пациентов для исследования и получении информированного согласия.

Все проведенные исследования были одобрены Советом по институциональному обзору Вашингтонского университета.
1. Конфигурация системы: Оптическая подсветка (рисунок 1)
<ol><li>Используйте лазер Nd:YAG, накачивающий импульсный, перестраиваем...

<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>

Оптическая подсветка Количество используемых волокон основано на двух факторах: равномерности освещения света и сложности системы. Очень важно иметь равномерный световой рисунок освещения на поверхности кожи, чтобы избежать горячих точек. Также важно, чтобы система была п?...

Фотоакустическая визуализация или томография (PAT) представляет собой гибридную модальность визуализации, которая измеряет распределение оптического поглощения с разрешением США и глубиной далеко за пределами предела оптической диффузии ткани (~ 1 мм). В PAT наносекундный лазерный импульс используется для возбуждения биологической ткани, вызывая временное повышение температуры из-за оптического поглощения. Это приводит к начальному повышению давления, и результирующие фотоакустические волны измеряются американскими преобразователями. Мультиспектральный PAT включает в себя использование либо перестраиваемого лазера, либо нескольких лазеров, работающих на разных длинах волн для освещения ткани, тем самым позволяя реконструировать карты оптического поглощения на нескольких длинах волн. Основываясь на дифференциальном поглощении оксигенированного и дезоксигенированного гемоглобина в ближнем инфракрасном (NIR) окне, мультиспектральный ПАТ может вычислять распределение концентраций оксигенированного и дезоксигенированного гемоглобина, общую концентрацию гемоглобина и насыщение крови кислородом, которые являются функциональными биомаркерами, связанными с ангиогенезом опухоли и потреблением оксигенации крови или метаболизмом опухоли. PAT продемонстрировал успех во многих онкологических приложениях, таких как рак яичников 1,2, рак молочной железы 3,4,5, рак кожи6, рак щитовидной железы 7,8, рак шейки матки9, рак предстательной железы10,11 и колоректальный рак12.
Рак яичников является самым смертоносным из всех гинекологических злокачественных новообразований. Только 38% случаев рака яичников диагностируются на ранней (локализованной или региональной) стадии, где 5-летняя выживаемость составляет от 74,2% до 93,1%. Большинство диагностируется на поздней стадии, для которой 5-летняя выживаемость составляет 30,8% или менее13. Современные методы клинической диагностики, включая трансвагинальное УЗИ (TUS), допплеровскую УЗИ, антиген рака сыворотки 125 (CA 125) и белок придатка яичка человека 4 (HE4), не имеют чувствительности и специфичности для ранней диагностики рака яичников 14,15,16. Кроме того, большую часть доброкачественных поражений яичников может быть трудно точно диагностировать с помощью современных технологий визуализации, что приводит к ненужным операциям с повышенными расходами на здравоохранение и хирургическими осложнениями. Таким образом, для оптимизации управления и результатов необходимы дополнительные точные неинвазивные методы стратификации риска аднексальных масс. Очевидно, что необходима техника, которая чувствительна и специфична для рака яичников на ранней стадии и более точна в выявлении злокачественных и доброкачественных поражений.
Наша группа разработала корегистрированную трансвагинальную систему US и PAT (USPAT) для диагностики рака яичников, объединив клиническую систему УЗИ, изготовленную на заказ оболочку зонда для размещения оптических волокон для доставки света и перестраиваемый лазер1. Общая концентрация гемоглобина (относительная шкала, rHbT) и насыщение крови кислородом (%sO2), полученные из системы USPAT, продемонстрировали большой потенциал для выявления рака яичников на ранней стадии и для точной диагностики поражений яичников для эффективной оценки риска и сокращения ненужных операций по удалению доброкачественных поражений 1,2. Текущая схема системы показана на рисунке 1, а блок-схема управления показана на рисунке 2. Эта стратегия может быть интегрирована в существующие протоколы TUS для диагностики рака яичников, обеспечивая при этом функциональные параметры (rHbT, %sO2) для улучшения чувствительности и специфичности 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

Рак яичников остается самым смертоносным из всех гинекологических злокачественных новообразований из-за отсутствия надежных инструментов скрининга для раннего выявления и диагностики. Фотоакустическая визуализация или томография (PAT) является новым методом визуализации, который может обеспечить общую концентрацию гемоглобина (относительная шкала, rHbT) и насыщение крови кислородом (% sO2) поражений яичников / придаточных отверстий, которые являются важными параметрами для диагностики рака. В сочетании с УЗИ ПАТ продемонстрировал большой потенциал для выявления рака яичников и точной диагностики поражений яичников для эффективной оценки риска и сокращения ненужных операций доброкачественных поражений. Тем не менее, протоколы визуализации PAT в клинических приложениях, насколько нам известно, в значительной степени различаются между различными исследованиями. Здесь мы сообщаем о протоколе визуализации трансвагинального рака яичников, который может быть полезен для других клинических исследований, особенно тех, в которых используются коммерческие ультразвуковые решетки для обнаружения фотоакустических сигналов и стандартные алгоритмы формирования луча с задержкой и суммой для визуализации.

Здесь мы показываем примеры злокачественных и нормальных поражений яичников, изображенных USPAT. На рисунке 3 показана 50-летняя женщина в пременопаузе с двусторонними многокистозными придаточными массами, выявленными с помощью контрастной КТ. На рисунке 3А</stro...

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

Мы сообщаем о протоколе ультразвуковой и фотоакустической визуализации для трансвагинальной визуализации поражений яичников / придаточных книжек. Протокол может быть полезен для других трансляционных фотоакустических исследований, особенно тех, в которых используются коммерческие ультразвуковые решетки для обнаружения фотоакустических сигналов и стандартные алгоритмы формирования луча с задержкой и суммой для визуализации.

Протокол ультразвуковой и фотоакустической визуализации для трансвагинальной визуализации поражений яичников

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

Поскольку мы все знаем, что рак яичников является самым смертоносным из всех злокачественных новообразований гинекологии, когда рак яичников обнаруживается на более ранней и локализованной стадии, хирургия и химиотерапия могут вылечить от 70 до 90% пациентов по сравнению с только 20% или менее, когда он диагностируется на более поздних стадиях. И современные стандартные методы лечения, как известно, имеют более низкую чувствительность к раннему выявлению рака яичников. Кроме того, стандартные методы лечения имеют очень низкую специфичность для точной оценки риска поражения придаточных яичников, что приводит к ненужным операциям, что приводит к потенциальным хирургическим осложнениям и значительным расходам на здравоохранение.Поэтому необходима наша технология, чувствительная к раннему выявлению рака яичников и специфичная для точной диагностики поражений придаточных яичников. Фотоакустическая томография или ПАТ освещается ближним инфракрасным светом на определенных длинах волн и избирательно поглощается оксигенированным и дезоксигенированным гемоглобином. Фотоакустическая волна, генерируемая поглощением света, может отображать контраст гемоглобина, и это может быть связано с анатомическими структурами, визуализированными ультразвуком.Общая концентрация гемоглобина и насыщение кислородом дают функциональную информацию о васкулярности тканей и потреблении кислорода. Поскольку злокачественные поражения обычно имеют более высокий общий гемоглобин и более низкое насыщение кислородом, эти две независимые переменные могут помочь обнаружить рак яичников раньше и точно дифференцировать злокачественные поражения от доброкачественных поражений придаточных яичников для улучшения рекомендаций по хирургическому лечению. И мы получили пилотные данные о пациентах, и результаты продемонстрировали, что корегистрированная фотоакустическая визуализация в сочетании с трансвагинальным ультразвуком и биомаркером рака яичников CA 125 может фактически диагностировать поражения придатков яичников.Наши пилотные данные также показывают доказательства того, что корегистрированная фотоакустическая визуализация может обнаружить рак яичников и фаллопиевых труб на ранней стадии. А корегистрированные фотоакустики и ультразвук применялись для выявления и диагностики рака молочной железы, рака кожи, рака щитовидной железы, рака шейки матки, рака предстательной железы и колоректального рака. Тем не менее, зонды визуализации варьируются в зависимости от окна визуализации различных органов.Первая коммерческая корегистрированная фотоакустическая и ультразвуковая система визуализации молочной железы доступна от Sino Medical Instrument. Мы ожидаем, что на рынке будет доступно больше коммерческих фотоакустических ультразвуковых систем. Тем не менее, трансвагинальные фотоакустические и ультразвуковые зонды должны быть специально разработаны для визуализации пациентов.Для начала расширьте лазерный луч, сначала разделив луч плоской вогнутой линзой, а затем коллимируя луч плоской выпуклой линзой. Используйте два зеркала, чтобы направить луч на светоделитель. Разделите исходный луч на две части с помощью поляризационного делителя луча, а затем разделите два луча еще двумя двух двух ступенчатыми светоделителями.Таким образом, расширенный лазерный луч будет разделен на четыре луча с равной энергией. Установите четыре многомодовых оптических волокна с волоконными патронами и используйте четыре плоские выпуклые линзы для фокусировки четырех лазерных лучей на четыре волокна. Закройте все оптические компоненты металлической коробкой, чтобы убедиться, что оптический путь не подвергается воздействию.Подключите дополнительный монитор к программируемому клиническому ультразвуку или ультразвуковой системе для запуска программного обеспечения patus display для визуализации в реальном времени относительного общего гемоглобина, карт насыщения крови кислородом и других функциональных параметров. Затем подключите внутренний триггер лазера к внешнему триггеру ультразвуковой системы и последовательно приобретите пять последовательных кадров PAT и одну скошенную ультразвуковую рамку. Чтобы откалибровать систему, установите энергию лазерного насоса на фиксированный уровень.И для каждой длины волны проверьте выход энергии на импульс на каждом кончике волокна, чтобы убедиться, что расчетная плотность энергии на каждой выбранной длине волны находится на ожидаемом значении. Чтобы подготовить систему визуализации PATUS, включите клиническую ультразвуковую систему и запустите программное обеспечение ультразвуковой системы. Нажмите кнопку датчика на панели управления ультразвукового аппарата, чтобы открыть экран выбора преобразователя.Затем выберите правильный ультразвуковой преобразователь. Откалибруйте лазерную систему и введите общую энергию импульса для каждой длины волны в программное обеспечение для отображения PATUS. Соберите зонд PATUS, заключив волокна и зонд внутрь оболочки зонда.Для получения изображения отрегулируйте положение датчика PATUS. Гипоэхогенная мишень медленно появляется в центре B-сканирования. Затем выберите нужную глубину в управляющем программном обеспечении PATUS и нажмите кнопку сканирования в управляющем программном обеспечении, чтобы начать сбор данных PATUS B-mode.Следите за программным обеспечением для отображения изображений PATUS, чтобы просматривать ультразвуковые изображения и изображения PAT B-режима в режиме реального времени. Данные PA с одной длиной волны отображаются поверх ультразвука по мере их получения. Повторите шаги, чтобы получить больше изображений, и при необходимости изобразите второе поражение.После завершения сбора данных программное обеспечение для отображения PATUS получает триггер для реконструкции функциональных карт. Здесь левая панель показывает ультразвуковое B-сканирование, в то время как правая панель показывает относительный общий гемоглобин, наложенный с помощью УЗИ. Выберите интересующую область или ROI, здесь целевой яичник, чтобы вычислить карту SO2 в пределах ROI.На этом снимке показана 50-летняя женщина в пременопаузе с двусторонними мультикистозными придаточными массами, выявленными контрастно усиленной КТ. Здесь показано ультразвуковое изображение левого придатка с интересующей областью или ROI, отмечающей подозрительный твердый узелок внутри кистозного поражения. Карта относительного общего гемоглобина PAT была наложена на ультразвук. Относительный общий гемоглобин показал обширное диффузное сосудистое распределение в диапазоне глубин от одного сантиметра до пяти сантиметров, и уровень был высоким на уровне 17,1.Распределение насыщения крови кислородом накладывалось на УЗИ и уровень был низким при среднем значении 46,4% Хирургическая патология выявила хорошо дифференцированную эндометриоидную аденокарциному как правого, так и левого яичников. Глубина была отмечена на правой стороне изображений B-scan. На этом рисунке показана 46-летняя женщина с двусторонними кистозными поражениями.Здесь показано УЗИ правого яичника с простой кистой максимальным диаметром 4,2 сантиметра. Карта относительно общего гемоглобина PAT, наложенная на УЗИ, показывает сигналы рассеяния на левой стороне поражения с низким средним уровнем 4,8. Карта насыщения крови кислородом выявила более высокое содержание кислорода насыщения 67,5% Хирургическая патология выявила нормальный правый яичник с фолликулярными кистами.Для каждой длины волны измерьте общий выход энергии на четырех кончиках волокон и сравните их с предыдущей записью. Если измерение более чем на один миллиджоуль меньше, чем запись, отрегулируйте оптику, чтобы максимизировать энергетическую связь. In vivo PAT с использованием одобренной FDA клинической ультразвуковой системы является важным шагом в клиническом переводе PAT.По сравнению с визуализацией ex vivo, визуализация человека in vivo представляет новые проблемы при сборе данных. Клинические данные PAT могут быть дополнительно использованы для исследования компьютерной диагностики. Наша технологическая разработка и многообещающий результат пилотного исследования пациентов вдохновляют исследователей и компании на изучение всех возможностей корегистрированной фотоакустики и ультразвука для раннего выявления рака яичников и для управления хирургическим риском.

Research

JoVE Journal

Engineering

Spatial Separation of Molecular Conformers and Clusters

Пространственное разделение молекулярных конформеров и кластеров

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

Быстрый метод визуализации по изучению падения Impact Динамика неньютоновских жидкостей

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

Электрон Ченнелинг Контрастность изображений для быстрого III-V гетероэпитаксиального Характеристика

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

Использование Multi-купе Dynamic один энзим Phantom для исследований гиперполяризованным магнитно-резонансных агентов

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

Наноструктурные Ag-цеолита композиты как люминесценция на основе датчиков влажности

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

Демонстрация Hyperlens интегрированы микроскопа и супер-резолюции изображений

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

Руководящие принципы и опыт использования изображений биомаркер Explorer (Козерог) для Radiomics

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

Роман Фотоакустическая микроскопии и оптическая когерентная томография Dual модальности хориоретинальной изображений в жизни кролика глаза

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

Трехмерные ультразвуковые иглы отзыв отслеживания с приемником волоконно оптических УЗИ

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

Фемтосекундный лазер волокна для использования в суб-Diffraction-ограниченной изображений и дистанционного зондирования

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