Un protocolo de ultrasonido e imagen fotoacústica coregistrado para la imagen transvaginal de lesiones ováricas

Resumen

Presentamos un protocolo de ecografía y fotoacústica coregistrada para la imagen transvaginal de lesiones ováricas/anexiales. El protocolo puede ser valioso para otros estudios de imágenes fotoacústicas traslacionales, especialmente aquellos que utilizan matrices de ultrasonido comerciales para la detección de señales fotoacústicas y algoritmos estándar de formación de haces de retardo y suma para imágenes.

Resumen

El cáncer de ovario sigue siendo el más mortal de todos los tumores malignos ginecológicos debido a la falta de herramientas de detección confiables para la detección temprana y el diagnóstico. La fotoimagen o tomografía (PAT) es una modalidad de imagen emergente que puede proporcionar la concentración total de hemoglobina (escala relativa, rHbT) y la saturación de oxígeno en sangre (%sO2) de las lesiones ováricas/anexiales, que son parámetros importantes para el diagnóstico del cáncer. Combinado con ultrasonido coregistrado (US), PAT ha demostrado un gran potencial para detectar cánceres de ovario y para diagnosticar con precisión las lesiones ováricas para una evaluación efectiva del riesgo y la reducción de cirugías innecesarias de lesiones benignas. Sin embargo, los protocolos de imagen PAT en aplicaciones clínicas, hasta donde sabemos, varían en gran medida entre los diferentes estudios. Aquí, informamos un protocolo de imágenes de cáncer de ovario transvaginal que puede ser beneficioso para otros estudios clínicos, especialmente aquellos que utilizan matrices de ultrasonido comerciales para la detección de señales fotoacústicas y algoritmos estándar de formación de haces de retardo y suma para imágenes.

Introducción

La imagen fotoacústica o tomografía (PAT) es una modalidad de imagen híbrida que mide la distribución de absorción óptica a resolución y profundidades de EE. UU. mucho más allá del límite de difusión óptica tisular (~ 1 mm). En PAT, se utiliza un pulso láser de nanosegundos para excitar el tejido biológico, causando un aumento transitorio de la temperatura debido a la absorción óptica. Esto conduce a un aumento de presión inicial, y las ondas fotoacústicas resultantes se miden mediante transductores estadounidenses. PAT multiespectral implica el uso de un láser sintonizable o múltiples láseres que operan en diferentes longitudes de onda para iluminar el tejido, lo que....

Protocolo

Toda la investigación realizada fue aprobada por la Junta de Revisión Institucional de la Universidad de Washington.

1. Configuración del sistema: Iluminación óptica (Figura 1)

1. Utilice un láser Nd:YAG que bombee un láser Ti-zafiro pulsado y sintonizable (690-890 nm) a 10 Hz.
2. Expanda el rayo láser divergiendo primero el haz con una lente plano-cóncava y luego colimando el haz con una lente plano-convexa. Utilice dos espejos para dirigir el haz hacia un divisor de haz (descrito a continuación).
3. Divida el rayo láser expandido en cuatro haces con igual....

Resultados

Aquí, mostramos ejemplos de lesiones ováricas malignas y normales fotografiadas por USPAT. La Figura 3 muestra a una mujer premenopáusica de 50 años con masas anexiales multiquísticas bilaterales reveladas por TC con contraste. La Figura 3A muestra la imagen estadounidense de los anexos izquierdos con el ROI que marca el nódulo sólido sospechoso dentro de la lesión quística. La Figura 3B muestra el mapa PAT rHbT superpuesto a los E.......

Discusión

Iluminación óptica
El número de fibras utilizadas se basa en dos factores: la uniformidad de la iluminación de la luz y la complejidad del sistema. Es fundamental tener un patrón de iluminación de luz uniforme en la superficie de la piel para evitar puntos calientes. También es importante mantener el sistema simple y robusto con un número mínimo de fibras. El uso de cuatro fibras separadas ha demostrado previamente ser óptimo para crear una iluminación uniforme a profundidades de varios milímetros y m.......

Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo

Nombre	Empresa	Número de catálogo	Comentarios
Sistema clínico de imágenes US	Alpinion Medical Systems	EC-12R	Sistema clínico US totalmente programable
Espejo dieléctrico	Thorlabs	BB1-E03	Se utiliza para reflejar la luz a lo largo de la trayectoria óptica
Transductor US de endocavidad	Alpinion Medical Systems	EC3-10	Sonda de ultrasonido transvaginal
Medidor de potencia láser	Coherent	LabMax TOP	Usado para medir la energía del láser
Fibra óptica multimodo	Thorlabs	FP1000ERT	Acople la luz láser a la sonda de ultrasonido de endocavidad
Placa divisora de haz no polarizante	Thorlabs	BSW11	Para dividir el rayo láser en sensores para medir la energía
Lente plano-cóncava	Thorlabs	LC1715	Para la expansión del rayo láser
Lente plano-convexa	Thorlabs	LA1484-B	Para la colimación del rayo láser
Lente plano-convexa	Thorlabs	LA1433-B	Se utiliza para enfocar la luz en cuatro fibras ópticas
Cubo divisor de haz polarizado	Thorlabs	PBS252	Para dividir el rayo láser en cuatro haces
Sonda protectora shealth	Impresión		Sostenga y proteja las cuatro fibras ópticas en la punta de la sonda de ultrasonido Espejo de
prisma de ángulo recto	Thorlabs	MRA25-E03	Se utiliza para reflejar la luz a lo largo de la trayectoria óptica
Sistema láser	sintáctico TII sinfótico	LS-2145-LT50PC Fuente de	luz para PAT multiespectral
Software de control USPAT	Desarrollado a medida en C++		Controles parámetros de adquisición de la máquina de ultrasonido y la longitud de onda del láser Software de
visualización de imágenes USPAT	Desarrollado a medida en C++		Muestra los escaneos B de EE. UU. / PAT y los mapas de sO2 / rHbT en real Hora

3D personalizada