광 음향 Cystography
Summary
광 음향 cystography (PAC)는 어떤 전리 방사선이나 독성 조영제를 사용하지 않고 요도 방광, 소아 환자에서 방사선에 민감한 내부 장기를 매핑 할 큰 잠재력을 가지고 있습니다. 여기에서 우리는 쥐 광학 불투명 추적자의 주입 요도 방광을 매핑 PAC의 사용을 보여줍니다<em> 생체 내</em>.
Abstract
라디오 불투명 한 염료를 사용하여 진단 X-레이를 기반으로 기존의 소아 cystography는 유해 전리 방사선의 사용 겪고있다. 방사선 노출로 인한 어린이 방광 암의 위험이 많은 다른 암보다 더 중요하다. 여기에서 우리는 근적외선 (NIR) 광 흡수제 (예 : 메틸렌 블루, 플라즈몬 금 나노, 또는 단일 벽 탄소 나노 튜브를 사용하여, 광 음향 cystography (PAC)로 불리는 요도 방광의 nonionizing 및 비침 투 광 음향 (PA) 영상의 가능성을 보여 ) 광 혼탁 추적 등. 우리는 성공적으로 암시 야 공 촛점 PAC 시스템을 사용하여 광 흡수 에이전트가 가득 쥐의 방광을 몇 군데있다. 조영제의 요도 주입 한 후 쥐의 방광 상당한 PA 신호 향상을 달성하여 photoacoustically 시각이었다. 축적 분광 PA 영상에 의해 확인되었다. 또한, 단 레이저 펄스 에너지를 사용하여이하 엠제이 / cm 2 (안전 한계의 1 / 20), 우리의 현재 이미징 시스템의 깊이에 메틸렌 블루 – 채워진 쥐 방광을 매핑 할 수 생체 내에서 생체 조직에 1cm 이상. 생체 내 및 생체 PA 이미징 결과에 모두 대비 에이전트가 자연적으로 소변을 통해 배설 된 것을 확인합니다. 따라서, 임상 변환을 용이하게 장기 독성 에이전트 축적에 대한 염려가 없습니다.
Introduction
X-선 cystography 1은 방광암, 방광 요관 역류, 요관의 폐색, 신경 인성 방광 등으로 방광과 관련된 질병을 식별하는 이미징 프로세스입니다. 2-5은 일반적으로 소변이 무효화되고 라디오 불투명 에이전트를 통해 주입 카테터. 그런 다음, 투시 X-선 이미지는 요도 방광을 묘사하는 인수입니다. 그러나, 중요한 안전 문제는 유해한 방사선이 절차에서 사용되는 것입니다. 또한 0.6에서 1.8 %로 진단 X-선 범위에 칠십오년 때문에 나이. 6 누적 암 위험의 비율은 발암 위협은 소아 환자에서 중요하다. 영국의 연구는 9 주요 내부 장기들, X-선 진단의 평균 연간 방사선 량은 남자 아이 4보다 가장 높은 두 번째로 적은 4보다 여자 아이의 방광에서 가장 높은 것을 보여 주었다. 7이 그 방광암 위험을 나타냅니다 소아 환자에서 가장 중요한 것입니다. 고도무릎 소아 방사선은 합리적으로 달성 가능한, 전리 방사선이 완전히 배제 할 수 없기 때문에 낮은 방사선 노출 비율을 줄이기 위해 노력하고 있습니다. 따라서 제한이 cystography에서 방사성 조영제와 완전히 방사선 무료, 민감한 비용 효과, 고해상도 영상 기법에 대한 필요성을 만듭니다.
PAT 강한 광 흡수 대조 및 생물 학적 조직의 높은 초음파 공간 해상도를 제공 할 수 있기 때문에 최근 광 음향 단층 촬영 (PAT)는 최고의 바이오 메디컬 이미징 양상이되었다. PAT의 8 원칙은 초음파 인해 대상의 열 탄성 확장을 유도하는 빛의 흡수에 의해 따랐다. 감지하여 매체 두 개 또는 3 차원 광 음향 (PA) 이미지를 통해 여행 음파를 시간에 해결이 형성된다. 초음파 (미국) 라이트 (보통 크기의 두 개 또는 세 개의 주문)에 비해 훨씬 적은 흩어져 조직에 있기 때문에공간 해상도는 영상의 깊이 1 / 200로 유지되는 동안 PAT의 이미징 깊이, 조직에서 ~ 8cm까지 도달 할 수 cystographic 응용 프로그램에 대한 PAT의 9 키의 장점은 다음과 같습니다. (1) PAT는 이온화 완전히 무료 방사선. (2) ClinicalUSimaging 시스템은 쉽게 이중 모달 PA, 미국 이미징 기능을 제공하기 위해 적용 할 수 있습니다. 따라서, 이중 모달 PA / 미국 이미징 시스템은 빠른 임상 번역을위한 주요 기준이되는, 상대적으로, 휴대용 비용 효과적이고 빠르게 할 수 있습니다. 내인성 및 외인성 대비 모두 사용, PAT 종양 physiopathology, 뇌 혈류 역학, 내부 장기, 안과, 혈관 조영술, 등을 연구하는 조직의 고해상도, 형태 기능 및 분자 이미징을 제공하고 있습니다. 10-16
이 문서에서는, 우리는 근적외선 (NIR) 광 흡수제 (예 : 메틸렌 블루, 이동 사용 nonionizing 광 음향 cystography의 실험 프로토콜 (PAC)를 보여줍니다독성 광학 혼탁 추적기 등 LD의 nanocages는, 또는 단일 벽 탄소 나노 튜브). 조영제 가득 쥐의 방광은 photoacoustically 및 분광 생체 내에서 묘사되었다. 어떤 에이전트는 지속적으로 쥐의 방광 및 신장에 축적합니다. 따라서, 에이전트 축적으로 인해 발생할 수 있습니다 장기 독성은 제외 할 수 있습니다. 이 결과는 광 흡수의 조합으로 PAC는 잠재적으로 소아 환자에 대한 진정한 무해한 cystographic 양상 수 있다는 것을 의미한다. 시스템 구성은 시스템의 정렬은 생체 / 생체 이미징 절차에서이 문서에 설명되어 있습니다.
Protocol
Representative Results
Discussion
결론적으로, 우리는 생체 내 쥐 모델에서 독성 광 흡수를 사용하여 PAC를 nonionizing의 가능성을 보여 주었다. 우리는 성공적으로 우리의 nonionizing 및 비침 PAC 시스템을 사용하는 광 흡수제로 가득 쥐의 방광을 몇 군데있다. 두 개의 중요한 안전 문제는 우리의 접근 방식에서 해결되었습니다 : (1) cystographic 응용 프로그램 및 본문에 조영제 (2) 번호 축적 nonionizing 방사선의 사용.
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The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
이 작품은 버팔로 임상 및 translational 연구 센터에서 대학과 버팔로 번역 컨소시엄, 버팔로 대학 IT 통섭 창조적 인 프로그램 로즈웰 파크 얼라이언스 재단, 시작 기금에서 보조금 시범 연구 프로그램에서 교부금에 의해 부분적으로 지원되었다 지식 경제부와 NIPA (C1515-1121-0003)와 교육 과학 기술부의 NRF 부여 (2012-0009249)의.
Materials
| Name of Reagent/Material | Company | Catalog Number | Comments |
| Q-switched Nd:YAG laser | Continuum | SLII-10 | pump laser |
| OPO laser | Continuum | Surelite OPO PLUS | tunable laser |
| Prisms | Thorlabs | PS908 | light deliver |
| Ultrasound transducer | Olympus NDT | V308 | 5 MHz |
| Ultraoundpulser/receiver | Olympus NDT | 5072PR | amplifier |
| Oscilloscope | Tektronix | TDS5054 | data acquisition |
| Scanning stage | Danaher Dover | XY6060 | raster scanning |
| Methylene blue | Sigma-Aldrich | M9140-25G | contrast agent |
| Rats | Harlan | Spague-Dawley | animal subject |
| Isoflourane vaporizer | Euthanex | EZ-155 | anesthesia |
| Ultrasound gel | Sonotech | Clear Image singles | acoustic coupling |
Riferimenti
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