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

Bu çalışma NCI (R01CA151570, R01CA237664) tarafından desteklenmiştir. Yazarlar, Dr. Mathew Powell liderliğindeki tüm GYN onkoloji grubuna, hastaları işe almaya yardımcı oldukları için, radyologlar Dr. Cary Siegel, William Middleton ve Malak Itnai'ye ABD çalışmalarına yardımcı oldukları için ve patolog Dr. Ian Hagemann'a verilerin patoloji yorumuna yardımcı oldukları için teşekkür eder. Yazarlar, Megan Luther ve GYN çalışma koordinatörlerinin çalışma programlarını koordine etme, çalışma için hastaları belirleme ve bilgilendirilmiş onam alma çabalarını minnetle kabul etmektedir.

Yapılan tüm araştırmalar Washington Üniversitesi Kurumsal İnceleme Kurulu tarafından onaylanmıştır.
1. Sistem konfigürasyonu: Optik aydınlatma (Şekil 1)
<ol><li>10 Hz'de darbeli, ayarlanabilir (690-890 nm) Ti-safir lazer pompalayan bir Nd:YAG lazer kullanın.</li>
	<li>Önce ışını plano-içbükey bir lensle ayırarak ve ardından ışını bir plano-dışbükey lensle harmanlayarak lazer ışınını genişletin...

<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>

Optik aydınlatma Kullanılan elyaf sayısı iki faktöre dayanır: ışık aydınlatma homojenliği ve sistem karmaşıklığı. Sıcak noktalardan kaçınmak için cilt yüzeyinde düzgün bir ışık aydınlatma desenine sahip olmak çok önemlidir. Sistemi minimum sayıda fiber ile basit ve sağlam tutmak da önemlidir. Dört ayrı elyafın kullanılmasının, birkaç milimetre ve ötesindeki derinliklerde düzgün aydınlatma oluşturmak için en uygun olduğu daha önce gösterilmiştir. Ek olar...

Fotoakustik görüntüleme veya tomografi (PAT), ABD çözünürlüğünde ve doku optik difüzyon sınırının (~ 1 mm) çok ötesindeki derinliklerde optik absorpsiyon dağılımını ölçen hibrit bir görüntüleme yöntemidir. PAT'ta, biyolojik dokuyu uyarmak için nanosaniyelik bir lazer darbesi kullanılır ve optik emilim nedeniyle geçici bir sıcaklık artışına neden olur. Bu, başlangıçta basınç artışına yol açar ve ortaya çıkan fotoakustik dalgalar ABD dönüştürücüleri tarafından ölçülür. Multispektral PAT, dokuyu aydınlatmak için ayarlanabilir bir lazerin veya farklı dalga boylarında çalışan çoklu lazerlerin kullanılmasını içerir, böylece optik absorpsiyon haritalarının çoklu dalga boylarında yeniden yapılandırılmasını sağlar. Yakın kızılötesi (NIR) penceresinde oksijenli ve deoksijenli hemoglobinin diferansiyel emilimine dayanarak, multispektral PAT, tümör anjiyogenezi ve kan oksijenasyon tüketimi veya tümör metabolizması ile ilgili fonksiyonel biyobelirteçler olan oksijenli ve deoksijenli hemoglobin konsantrasyonlarının, toplam hemoglobin konsantrasyonunun ve kan oksijen doygunluğunun dağılımlarını hesaplayabilir. PAT, yumurtalık kanseri 1,2, meme kanseri 3,4,5, cilt kanseri 6, tiroid kanseri 7,8, rahim ağzı kanseri9, prostat kanseri 10,11 ve kolorektal kanser12 gibi birçok onkoloji uygulamasında başarı göstermiştir.
Yumurtalık kanseri tüm jinekolojik malignitelerin en ölümcül olanıdır. Yumurtalık kanserlerinin sadece% 38'i erken (lokalize veya bölgesel) bir aşamada teşhis edilir, burada 5 yıllık sağkalım oranı% 74.2 ila% 93.1'dir. Çoğu, 5 yıllık sağkalım oranının% 30.8 veya daha az13 olduğu geç bir aşamada teşhis edilir. Transvajinal ultrasonografi (TUS), Doppler US, serum kanser antijeni 125 (CA 125) ve insan epididim protein 4 (HE4) dahil olmak üzere güncel klinik tanı yöntemlerinin erken over kanseri tanısı için duyarlılık ve özgüllükten yoksun olduğu gösterilmiştir14,15,16. Ek olarak, iyi huylu over lezyonlarının büyük bir kısmının mevcut görüntüleme teknolojileri ile doğru bir şekilde teşhis edilmesi zor olabilir, bu da artan sağlık maliyetleri ve cerrahi komplikasyonlarla gereksiz ameliyatlara yol açmaktadır. Bu nedenle, yönetimi ve sonuçları optimize etmek için adneksiyal kitlelerin risk tabakalaşması için ek doğru non-invaziv yöntemlere ihtiyaç vardır. Açıkçası, erken evre yumurtalık kanserine duyarlı ve spesifik olan ve benign lezyonlardan malign tanımlamada daha doğru bir tekniğe ihtiyaç vardır.
Grubumuz, klinik bir ABD sistemini, ışık dağıtımı için optik fiberleri barındırmak için özel yapım bir prob kılıfını ve ayarlanabilir bir lazer1'i birleştirerek yumurtalık kanseri tanısı için ortak kayıtlı bir transvajinal US ve PAT sistemi (USPAT) geliştirmiştir. USPAT sisteminden türetilen toplam hemoglobin konsantrasyonu (nispi ölçek, rHbT) ve kan oksijen satürasyonu (%sO2), erken evre yumurtalık kanserlerinin tespiti ve etkili risk değerlendirmesi ve gereksiz benign lezyon ameliyatlarının azaltılması için yumurtalık lezyonlarının doğru teşhisi için büyük potansiyel göstermiştir 1,2. Geçerli sistem şeması Şekil 1'de, kontrol bloğu diyagramı ise Şekil 2'de gösterilmiştir. Bu strateji, yumurtalık kanseri tanısı için mevcut TUS protokollerine entegre edilme potansiyeline sahipken, TUS'un duyarlılığını ve özgüllüğünü artırmak için fonksiyonel parametreler (rHbT, %sO2) sağlamaktadır.

<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

Yumurtalık kanseri, erken teşhis ve tanı için güvenilir tarama araçlarının bulunmaması nedeniyle tüm jinekolojik malignitelerin en ölümcül olanı olmaya devam etmektedir. Fotoakustik görüntüleme veya tomografi (PAT), kanser tanısında önemli parametreler olan yumurtalık/adneksiyal lezyonların toplam hemoglobin konsantrasyonunu (nispi ölçek, rHbT) ve kan oksijen satürasyonunu (%sO2) sağlayabilen yeni bir görüntüleme yöntemidir. Kokayıtlı ultrason (US) ile kombine edildiğinde PAT, yumurtalık kanserlerini tespit etmek ve etkili risk değerlendirmesi ve benign lezyonların gereksiz ameliyatlarının azaltılması için yumurtalık lezyonlarını doğru bir şekilde teşhis etmek için büyük potansiyel göstermiştir. Bununla birlikte, klinik uygulamalarda PAT görüntüleme protokolleri, bildiğimiz kadarıyla, farklı çalışmalar arasında büyük ölçüde farklılık göstermektedir. Burada, diğer klinik çalışmalara, özellikle fotoakustik sinyallerin tespiti için ticari ultrason dizileri ve görüntüleme için standart gecikme ve toplam hüzmeleme algoritmaları kullananlara faydalı olabilecek bir transvajinal yumurtalık kanseri görüntüleme protokolü sunuyoruz.

Burada, USPAT tarafından görüntülenen malign ve normal over lezyonlarının örneklerini gösteriyoruz. Şekil 3'te , kontrastlı BT ile ortaya çıkan bilateral multikistik adneksiyal kitleleri olan 50 yaşında premenopozal bir kadın görülmektedir. Şekil 3A , sol adneksin ABD görüntüsünü ve ROI'nin kistik lezyon içindeki şüpheli solid nodülü işaretlediğini göstermektedir. Şekil 3B, ABD'nin üzerine bindirilmi...

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

Bu yazıda over / adneksiyal lezyonların transvajinal görüntülemesi için kokayıtlı ultrason ve fotoakustik görüntüleme protokolü sunulmuştur. Protokol, diğer translasyonel fotoakustik görüntüleme çalışmaları, özellikle fotoakustik sinyallerin tespiti için ticari ultrason dizileri ve görüntüleme için standart gecikme ve toplam hüzmeleme algoritmaları kullananlar için değerli olabilir.

Yumurtalık Lezyonlarının Transvajinal Görüntülenmesi için Kolikasyonlu Ultrason ve Fotoakustik Görüntüleme Protokolü

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

Hepimizin bildiği gibi, yumurtalık kanseri tüm jinekoloji malignitelerinin en ölümcül olanıdır, yumurtalık kanseri erken ve lokalize aşamada tespit edildiğinde, cerrahi ve kemoterapi, daha sonraki aşamalarda teşhis edildiğinde sadece% 20 veya daha azına kıyasla, hastaların yaklaşık% 70 ila% 90'ını iyileştirebilir. Ve mevcut standart bakım yöntemlerinin, erken yumurtalık kanseri tespiti için daha düşük bir duyarlılığa sahip olduğu bilinmektedir. Ayrıca, standart bakım yöntemleri, over adneksiyal lezyonlarının doğru risk değerlendirmesi için çok düşük özgüllüğe sahiptir ve bu da gereksiz ameliyatlara yol açmakta, bu nedenle potansiyel cerrahi komplikasyonlara ve önemli sağlık maliyetlerine yol açmaktadır.Bu nedenle, erken evre yumurtalık kanseri tespitine duyarlı ve yumurtalık adneksiyal lezyonlarının doğru teşhisi için spesifik teknolojimize ihtiyaç vardır. Fotoakustik tomografi veya PAT, belirli dalga boylarında yakın kızılötesi ışıklarla aydınlatır ve oksijenli ve oksijensiz hemoglobin tarafından seçici olarak emilir. Işık emiliminden üretilen fotoakustik dalga, hemoglobin kontrastını haritalayabilir ve bu, birlikte kayıtlı ultrason tarafından görüntülenen anatomik yapılara birlikte kaydedilebilir.Toplam hemoglobin konsantrasyonu ve oksijen satürasyonu, doku vaskülaritesi ve oksijen tüketimi hakkında fonksiyonel bilgi sağlar. Malign lezyonlar genellikle daha yüksek toplam hemoglobine ve daha düşük oksijen satürasyonuna sahip olduklarından, bu iki bağımsız değişken yumurtalık kanserlerinin daha erken saptanmasına yardımcı olabilir ve cerrahi yönetim önerilerini iyileştirmek için malign ve benign over adneksiyal lezyonlarını doğru bir şekilde ayırt eder. Ve hasta verilerinin pilot uygulamasını elde ettik ve sonuç, transvajinal ultrason ve yumurtalık kanseri kan biyobelirteci CA 125 ile kombine edilen fotoakustik görüntülemenin aslında yumurtalık adneksiyal lezyonlarını teşhis edebileceğini gösterdi.Pilot verilerimiz ayrıca, birlikte kayıtlı fotoakustik görüntülemenin erken evre yumurtalık ve fallop tüpü kanserlerini tespit edebileceğine dair kanıtlar göstermektedir. Meme kanseri, cilt kanseri, tiroid kanseri, rahim ağzı kanseri, prostat kanseri ve kolorektal kanserin tespiti ve tanısı için ortak kayıtlı fotoakustik ve ultrason uygulanmıştır. Bununla birlikte, görüntüleme probları farklı organların görüntüleme penceresine bağlı olarak değişir.İlk ticari ortak kayıtlı fotoakustik ve ultrason meme görüntüleme sistemi Sino Medical Instrument'dan temin edilebilir. Piyasada daha fazla ticari ortak kayıtlı fotoakustik ultrason sisteminin bulunmasını bekliyoruz. Bununla birlikte, transvajinal fotoakustik ve ultrason görüntüleme problarının hastaları görüntülemek için özel olarak tasarlanması gerekecektir.Başlamak için, önce ışını bir plano içbükey lensle ayırarak ve ardından ışını bir plano dışbükey lensle harmanlayarak lazer ışınını genişletin. Kirişi bir kiriş ayırıcıya yönlendirmek için iki ayna kullanın. Orijinal kirişi polarize edici bir ışın ayırıcı ile ikiye bölün ve ardından iki kirişi iki ikinci aşama kiriş ayırıcı ile bölün.Bu şekilde, genişletilmiş lazer ışını eşit enerjiye sahip dört ışına bölünecektir. Dört adet çok modlu optik fiberi fiber aynalarla monte edin ve dört lazer ışınını dört fibere odaklamak için dört plano dışbükey lens kullanın. Optik yolun açığa çıkmadığından emin olmak için tüm optik bileşenleri metal bir kutunun altına örtün.Göreceli toplam hemoglobinin, kan oksijen doygunluk haritalarının ve diğer fonksiyonel parametrelerin gerçek zamanlı olarak görselleştirilmesi için PATUS ekran yazılımını çalıştırmak üzere programlanabilir klinik ultrason veya ultrason sistemine ek bir monitör bağlayın. Daha sonra lazerin iç tetiğini ultrason sisteminin dış tetiğine bağlayın ve sırayla beş ardışık PAT çerçevesi ve bir birlikte kayıtlı ultrason çerçevesi elde edin. Sistemi kalibre etmek için, lazer pompası enerjisini sabit bir seviyeye ayarlayın.Ve her dalga boyu için, seçilen her dalga boyunda hesaplanan enerji yoğunluğunun beklenen değerde olduğundan emin olmak için her fiber ucundaki darbe başına enerji çıkışını kontrol edin. PATUS görüntüleme sistemini hazırlamak için klinik ultrason sistemini açın ve ultrason sistemi yazılımını başlatın. Dönüştürücü seçim ekranını açmak için ultrason makinesi kontrol panelindeki dönüştürücü düğmesine basın.Ardından doğru ultrason dönüştürücüsünü seçin. Lazer sistemini kalibre edin ve her dalga boyu için toplam darbe enerjisini PATUS ekran yazılımına girin. Lifleri ve probu prob prob kılıfının içine kapatarak PATUS probunu monte edin.Görüntüleme için, PATUS dönüştürücünün konumunu ayarlayın. Hipoekoik bir hedef yavaşça B-taramasının merkezinde ortaya çıkar. Ardından PATUS kontrol yazılımında istediğiniz derinliği seçin ve ortak kayıtlı PATUS B modu veri toplamayı başlatmak için kontrol yazılımında taramaya tıklayın.Ortak kayıtlı ultrason ve PAT B modu görüntülerini gerçek zamanlı olarak incelemek için PATUS görüntü görüntüleme yazılımını izleyin. Tek dalga boyu PA verileri, elde edildikçe ultrasonun üstünde görüntülenir. Daha fazla görüntü elde etmek için adımları tekrarlayın ve gerekirse ikinci lezyonu görüntüleyin.Veri toplama işlemi tamamlandıktan sonra, PATUS görüntüleme yazılımı işlevsel haritaları yeniden oluşturmak için bir tetikleyici alır. Burada, sol panel ultrason B-taramasını gösterirken, sağ panel birlikte kayıtlı ultrasonla kaplanmış göreceli toplam hemoglobini gösterir. YG içindeki SO2 haritasını hesaplamak için bir ilgi alanı veya YG seçin, burada hedef yumurtalık.Bu görüntüde kontrastlı BT ile saptanan bilateral multikistik adneksiyal kitleleri olan 50 yaşında premenopozal bir kadın hasta görülmektedir. Sol adneksonun kistik lezyon içindeki şüpheli solid nodülü işaretleyen ilgi alanı veya ROI ile ultrason görüntüsü burada gösterilmiştir. PAT göreceli total hemoglobin haritası ultrason üzerine bindirildi. Göreceli toplam hemoglobin, bir santimetre ila beş santimetre derinlik aralığında geniş bir dağınık vasküler dağılım gösterdi ve seviye 17.1'de yüksekti.Kan oksijen satürasyon dağılımı ultrason üzerine bindirildi ve seviye ortalama %46.4 değerinde düşüktüCerrahi patolojide hem sağ hem de sol yumurtalıklarda iyi diferansiye endometrioid adenokarsinom saptandı. Derinlik, B tarama görüntülerinin sağ tarafında işaretlendi. Bu şekilde bilateral kistik lezyonları olan 46 yaşında bir kadın hasta görülmektedir.Maksimum çapı 4.2 santimetre olan basit bir kistle sağ yumurtalığın ultrasonu burada gösterilmiştir. Kokayıtlı ultrason üzerine bindirilen PAT göreceli total hemoglobin haritası, lezyonun sol tarafında saçılma sinyallerini gösterir ve düşük bir ortalama seviye 4.8'dir. Kan oksijen satürasyon haritasında %67.5 daha yüksek oksijen satürasyon içeriği saptandıCerrahi patolojide foliküler kistli normal bir sağ yumurtalık saptandı.Her dalga boyu için, dört fiber ucundaki toplam enerji çıkışını ölçün ve bunları önceki bir kayıtla karşılaştırın. Ölçüm kayıttan birden fazla milijoule daha azsa, enerji bağlantısını en üst düzeye çıkarmak için optikleri ayarlayın. FDA onaylı klinik ultrason sisteminin kullanıldığı in vivo PAT, PAT'ın klinik translasyonunda önemli bir adımdır.Ex vivo görüntüleme ile karşılaştırıldığında, in vivo insan görüntüleme, veri toplamada yeni zorluklar ortaya koymaktadır. Klinik PAT verileri, bilgisayar destekli tanı araştırmaları için daha fazla kullanılabilir. Teknoloji gelişimimiz ve umut verici pilot hasta çalışma sonucumuz, araştırmacılara ve şirketlere, erken yumurtalık kanseri tespiti ve cerrahi risk yönetimi için ortak kayıtlı fotoakustik ve ultrasonun tam kapasitesini keşfetmeleri için ilham veriyor.

Research

JoVE Journal

Engineering

Spatial Separation of Molecular Conformers and Clusters

Moleküler Konformatörlerin ve Kümelerin Mekansal Ayrımı

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

Non-Newtonian Akışkanlar Bırak Etkisi Dynamics Eğitim Hızlı Görüntüleme Tekniği

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

Rapid III-V Heteroepitaxial Karakterizasyonu için Elektron Channeling Kontrast Görüntüleme

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

Hiperpolarize Manyetik Rezonans Ajanlar Araştırmaları bir Multi-bölmesi Dinamik Tek Enzim Phantom Kullanımı

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

Lüminesans merkezli Nem Sensörler olarak Nanostructured Ag-zeolit ​​kompozitler

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

Gösteri bir mikroskop Hyperlens entegre ve süper kararlılık düşsel

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

Yönergeler ve biyomarker Explorer (IBEX) görüntüleme için Radiomics kullanarak deneyimi

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

Yaşam tavşan gözünde roman Photoacoustic mikroskobu ve optik Koherens tomografi çift-modality Chorioretinal görüntüleme

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

Üç boyutlu ultrasonik iğne ucu ile bir Fiber optik ultrason alıcı izleme

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

Femtosecond lazer filamentler alt Diffraction sınırlı görüntüleme ve Uzaktan algılama kullanmak için

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