This material is based on work supported by the National Institutes of Health (1R03-CA182052, 1R15-CA202662), the National Science Foundation Graduate Research Fellowship Program (G.G., DGE-1450079), the Arkansas Biosciences Institute, and the University of Arkansas Doctoral Academy Fellowship. Any opinions, findings, and conclusions or recommendations expressed in this material are those of the authors and do not necessarily reflect the views of the acknowledged funding agencies.

<ol>
	<li>Muldoon, T. 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=Subcellular-resolution+molecular+imaging+within+living+tissue+by+fiber+microendoscopy.">Subcellular-resolution molecular imaging within living tissue by fiber microendoscopy.</a> Opt Express. 15, 16413-16423 (2007).</li><li>Rajaram, N., Reichenberg, J. S., Migden, M. R., Nguyen, T. H., Tunnell, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pilot+clinical+study+for+quantitative+spectral+diagnosis+of+non-melanoma+skin+cancer.">Pilot clinical study for quantitative spectral diagnosis of non-melanoma skin cancer.</a> Lasers Surg Med. 42, 716-727 (2010).</li><li>Louie, J. S., Richards-Kortum, R., Anandasabapathy, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Applications+and+advancements+in+the+use+of+high-resolution+microendoscopy+for+detection+of+gastrointestinal+neoplasia.">Applications and advancements in the use of high-resolution microendoscopy for detection of gastrointestinal neoplasia.</a> Clin Gastroenterol Hepatol. 12, 1789-1792 (2014).</li><li>Chang, S. 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=High+resolution+microendoscopy+for+classification+of+colorectal+polyps.">High resolution microendoscopy for classification of colorectal polyps.</a> Endoscopy. 45, 553-559 (2013).</li><li>Muldoon, T. 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=Noninvasive+imaging+of+oral+neoplasia+with+a+high-resolution+fiber-optic+microendoscope.">Noninvasive imaging of oral neoplasia with a high-resolution fiber-optic microendoscope.</a> Head Neck. 34, 305-312 (2011).</li><li>Muldoon, T. 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=Evaluation+of+quantitative+image+analysis+criteria+for+the+high-resolution+microendoscopic+detection+of+neoplasia+in+Barrett's+esophagus.">Evaluation of quantitative image analysis criteria for the high-resolution microendoscopic detection of neoplasia in Barrett's esophagus.</a> J Biomed Opt. 15, 026027 (2010).</li><li>Prieto, S. P., Powless, A. J., Boice, J. W., Sharma, S. G., Muldoon, T. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Proflavine+Hemisulfate+as+a+Fluorescent+Contrast+Agent+for+Point-of-Care+Cytology.">Proflavine Hemisulfate as a Fluorescent Contrast Agent for Point-of-Care Cytology.</a> PLoS One. 10, e0125598 (2015).</li><li>Parikh, N., 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=In+vivo+diagnostic+accuracy+of+high+resolution+microendoscopy+in+differentiating+neoplastic+from+non-neoplastic+colorectal+polyps:+a+prospective+study.">In vivo diagnostic accuracy of high resolution microendoscopy in differentiating neoplastic from non-neoplastic colorectal polyps: a prospective study.</a> Am J Gastroenterol. 109, 68-75 (2014).</li><li>Shin, D., 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=Quantitative+analysis+of+high-resolution+microendoscopic+images+for+diagnosis+of+esophageal+squamous+cell+carcinoma.">Quantitative analysis of high-resolution microendoscopic images for diagnosis of esophageal squamous cell carcinoma.</a> Clin Gastroenterol Hepatol. 13, 272-279 (2015).</li><li>Prieto, S. P., 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=Qualitative+and+quantitative+comparison+of+colonic+microendoscopy+image+features+to+histopathology.">Qualitative and quantitative comparison of colonic microendoscopy image features to histopathology.</a> Proc SPIE Int Soc Opt Eng. 9328, (2015).</li><li>Greening, G. 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=Fiber-bundle+microendoscopy+with+sub-diffuse+reflectance+spectroscopy+and+intensity+mapping+for+multimodal+optical+biopsy+of+stratified+epithelium.">Fiber-bundle microendoscopy with sub-diffuse reflectance spectroscopy and intensity mapping for multimodal optical biopsy of stratified epithelium.</a> Biomed Opt Express. 6, 4934-4950 (2015).</li><li>Rajaram, N., Gopal, A., Zhang, X., Tunnell, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Experimental+validation+of+the+effects+of+microvasculature+pigment+packaging+on+in+vivo+diffuse+reflectance+spectroscopy.">Experimental validation of the effects of microvasculature pigment packaging on in vivo diffuse reflectance spectroscopy.</a> Lasers Surg Med. 42, 680-688 (2010).</li><li>Spliethoff, J. W., 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=Monitoring+of+tumor+response+to+cisplatin+using+optical+spectroscopy.">Monitoring of tumor response to cisplatin using optical spectroscopy.</a> Transl Oncol. 7, 230-239 (2014).</li><li>Chang, V. T., 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=Quantitative+physiology+of+the+precancerous+cervix+in+vivo+through+optical+spectroscopy.">Quantitative physiology of the precancerous cervix in vivo through optical spectroscopy.</a> Neoplasia. 11, 325-332 (2009).</li><li>Yu, B., Shah, A., Nagarajan, V. K., Ferris, D. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Diffuse+reflectance+spectroscopy+of+epithelial+tissue+with+a+smart+fiber-optic+probe.">Diffuse reflectance spectroscopy of epithelial tissue with a smart fiber-optic probe.</a> Biomed Opt Express. 5, 675-689 (2014).</li><li>Hennessy, R., Goth, W., Sharma, M., Markey, M. K., Tunnell, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+probe+geometry+and+optical+properties+on+the+sampling+depth+for+diffuse+reflectance+spectroscopy.">Effect of probe geometry and optical properties on the sampling depth for diffuse reflectance spectroscopy.</a> J Biomedical Opt. 19, 107002 (2014).</li><li>Ghassemi, P., Travis, T. E., Moffatt, L. T., Shupp, J. W., Ramella-Roman, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+polarized+multispectral+imaging+system+for+quantitative+assessment+of+hypertrophic+scars.">A polarized multispectral imaging system for quantitative assessment of hypertrophic scars.</a> Biomed Opt Express. 5, 3337-3354 (2014).</li><li>Vasefi, 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=Polarization-sensitive+hyperspectral+imaging+in+vivo:+a+multimode+dermoscope+for+skin+analysis.">Polarization-sensitive hyperspectral imaging in vivo: a multimode dermoscope for skin analysis.</a> Sci Rep. 4, (2014).</li><li>Winkler, A. M., Rice, P. F. S., Drezek, R. A., Barton, J. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantitative+tool+for+rapid+disease+mapping+using+optical+coherence+tomography+images+of+azoxymethane-treated+mouse+colon.">Quantitative tool for rapid disease mapping using optical coherence tomography images of azoxymethane-treated mouse colon.</a> J Biomedl Opt. 15, 041512 (2010).</li><li>Bish, S. 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=Handheld+Diffuse+Reflectance+Spectral+Imaging+(DRSi)+for+in-vivo+characterization+of+skin.">Handheld Diffuse Reflectance Spectral Imaging (DRSi) for in-vivo characterization of skin.</a> Biomed Opt Express. 5, 573-586 (2014).</li><li>Prahl, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Optical Absorption of Hemoglobin. , (1999).</li><li>Rajaram, N., 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+and+validation+of+a+clinical+instrument+for+spectral+diagnosis+of+cutaneous+malignancy.">Design and validation of a clinical instrument for spectral diagnosis of cutaneous malignancy.</a> Appl Opt. 49, 142-152 (2010).</li><li>Hennessy, R., Markey, M. K., Tunnell, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Impact+of+one-layer+assumption+on+diffuse+reflectance+spectroscopy+of+skin.">Impact of one-layer assumption on diffuse reflectance spectroscopy of skin.</a> J Biomed Opt. 20, 27001 (2015).</li><li>Rajaram, N., Nguyen, T. H., Tunnell, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Lookup+table-based+inverse+model+for+determining+optical+properties+of+turbid+media.">Lookup table-based inverse model for determining optical properties of turbid media.</a> J Biomed Opt. 13, 050501 (2008).</li><li>Nichols, B. S., Rajaram, N., Tunnell, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Performance+of+a+lookup+table-based+approach+for+measuring+tissue+optical+properties+with+diffuse+optical+spectroscopy.">Performance of a lookup table-based approach for measuring tissue optical properties with diffuse optical spectroscopy.</a> J Biomed Opt. 17, 057001 (2012).</li><li>Greening, G. J., James, H. M., Muldoon, T. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Optical Phantoms: Diffuse and Sub-diffuse Imaging and Spectroscopy Validation. , 1-37 (2015).</li><li>Karsten, A. E., Smit, J. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Modeling+and+verification+of+melanin+concentration+on+human+skin+type.">Modeling and verification of melanin concentration on human skin type.</a> Photochem Photobiol. 88, 469-474 (2012).</li><li>Glennie, D. L., Hayward, J. E., Farrell, T. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Modeling+changes+in+the+hemoglobin+concentration+of+skin+with+total+diffuse+reflectance+spectroscopy.">Modeling changes in the hemoglobin concentration of skin with total diffuse reflectance spectroscopy.</a> J Biomed Opt. 20, 035002 (2015).</li><li>Lim, L., Nichols, B., Rajaram, N., Tunnell, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Probe+pressure+effects+on+human+skin+diffuse+reflectance+and+fluorescence+spectroscopy+measurements.">Probe pressure effects on human skin diffuse reflectance and fluorescence spectroscopy measurements.</a> J Biomed Opt. 16, 011012 (2011).</li></ol>

The authors declare that they have no competing financial interests.

<html> والمتعدد الوسائط عالية الدقة التصوير ودون منتشر الانعكاس الطيفي microendoscope-حزمة ليفية ذكرت هنا يمكن أن يكون الأمثل واستخدامها من قبل المحققين لمجموعة متنوعة من التطبيقات بما في ذلك بالمنظار أو استخدام يده للدراسات الإنسان أو الحيوان. وبالتالي فإنه يوفر طريقة مرنة لتصور في الجسم الحي قمي الأنسجة الصغيرة الهندسة المعمارية إلى جانب قياسات تركيز الهيموغلوبين، وتركيز الميلانين، وتشبع الأكسجين الأنسجة من اثنين من أعماق الأنسجة المختلفة. توضح هذه المقالة مواصفات للتحقيق الألياف الضوئية، الخطوط العريضة لبروتوكول لتجميع نظام التصوير عالية الدقة ودون منتشر نظام الانعكاس التصوير، ويظهر تطبيقه في الأنسجة البشرية في الجسم الحي، وذلك باستخدام الحبر pyranine كعامل النقيض الفلورسنت ل تصور الأنسجة. الأحبار الأخرى، مثل بروفلافين أو فلوريسئين، ويمكن استخدامها بدلا من الحبر pyranine مع الموافقة المناسبة. 4-7،11 &quot;&gt; يجوز تعديل أي ميزة التحقيق من هذا التصميم للحصول على دقة عالية ومضان microendoscopy الطريقة، وتألفت من 1 مم الألياف صورة قطر 50،000 الألياف الأساسية الفردية مع 4.5 ميكرون تباعد، مما أدى إلى قرار ثابت الفرعية الخلوية المكاني من 4.5 ميكرون المحققون الذين يريدون الألياف صورة مختلفة الحجم للحصول على أصغر أو أكبر مجال للرأي أن تجد هذه الألياف صورة متوفرة بأقطار بين 0.14 و 1.40 ملم. عدسة أنبوب بطول بؤري 50 مم وقد تم اختيار هؤلاء أن أجهزة الاستشعار CMOS القبض على كامل 1 مم مجال للنظر من الألياف صورة، وعندما الحفاظ على عدسة ثابت موضوعي، وزيادة البعد البؤري للعدسة أنبوب سيزيد التكبير وأخذ العينات التردد ولكن مجال للرأي الانخفاض. 11 وهكذا، فإن التكبير من عدسة الهدف، البعد البؤري للعدسة أنبوب، حجم جهاز استشعار الصورة، وحجم الألياف صورة يمكن وينبغي أن يكون الأمثل حسب الحاجة. وأخيرا والفلاتر والإثارة ضوءمصدر يمكن تعديلها تبعا لأطياف الإثارة / الانبعاثات من الأصباغ الفلورية 4-7 بالإضافة إلى تعديل التحقيق وعالية الدقة مضان microendoscopy الأجهزة، والأجهزة الانعكاس الطيفي شبه منتشر يمكن تعديلها. لطريقة الانعكاس الطيفي شبه منتشر، مختلفة الألياف المتعدد الحجم يمكن أن تستخدم في كل SDS. وأصغر الألياف قطر المتعدد تكون قادرة على تقديم وجمع ضوء على مساحة أصغر، ولكن ينصح لاستخدام مجموعة من الألياف متباعدة مطابق لزيادة إشارة إلى الضجيج إذا أقطار الألياف أقل من 200 ميكرون يتم استخدامها. المحققون تحليل الجلد أو الأنسجة الفموية يمكن أن تستفيد من تحقيق أكبر الكلي لزيادة مجال للرأي وإشارة إلى الضوضاء، ولكن في أجهزة مضيئة أضيق، مثل المريء أو الجهاز الهضمي، والمحققين يواجهون عقبات وأضاف فيما يتعلق بحجم التحقيق، وخاصة من أجل التوافق مع ميناء خزعة من الديرالمناظير IONAL. 8 مكونات الطيفي الأخرى التي يمكن تعديلها وتشمل مصدر الضوء النطاق العريض والتبديل البصرية الآلية. وقد تم اختيار مصباح التنجستن الهالوجين في هذه الحالة، على الرغم من أن مصادر الضوء الأخرى يمكن واستخدمت في دراسات أخرى، بما في ذلك مصابيح والمصابيح قوس زينون، والتي قد تزيد إشارة إلى الضجيج وتقليل فترات التكامل. 2،15،20 و التبديل البصرية الآلية قدم هنا تم بناء مخصص لمعالجة ما يصل الى ثلاثة SDSS، ولكن يمكن تعديلها لتشمل أكثر أو أقل المدخلات. وتجدر الإشارة إلى أن التبديل البصرية الآلية لا تضيف عنصرا بصري إضافية بين مصدر الضوء واسع النطاق ومطياف، وخفض إشارة إلى الضجيج. قد لا يكون التبديل اللازمة للمحققين مع الطيف المتعددة التي تحصل على البيانات في وقت واحد، ولكن بما في ذلك عنصر التبديل البصرية يقلل في النهاية تكلفة الأجهزة قبل ما يقرب من 3000 $ دولار أمريكي للSDS. بناء الأجهزة ( <stroنانوغرام&gt; أرقام 2 و 3) غير واضحة إلى حد ما. الخطوة الأكثر أهمية في هذا البروتوكول هو معايرة طريقة الانعكاس الطيفي شبه منتشر (الشكل 4). يجب أن تكتمل المعايرة مباشرة قبل جمع البيانات الطيفية. مرة واحدة وقد تم الانتهاء من المعايرة وضمان اغلاق أي قطعة من الأدوات الخروج أو إعادة معايرة قد يكون ضروريا. المعايرة المناسبة أمر ضروري للحصول على دقيق الأطياف الانعكاس، وبالتالي الحصول على قيم دقيقة لتركيز الأساسي الميلانين، تركيز الهيموغلوبين، وتشبع الأكسجين الأنسجة من عينة مجهولة. مريح، ومعظم المحققين استخدام تقنيات المعايرة المماثلة التي تم وصفها بشكل جيد. 2،11،12،25 معلومات بشأن متطلبات البرامج لتحويل الانعكاس الأطياف إلى معلمات البصرية يمكن العثور في أي مكان آخر. 11،24،26 في ما يخص المشاكل، أطياف يؤدي إلى نوبات الفقيرة (المتوسطسوف أخطاء في المئة أكثر من 10٪ بين البيانات الخام والبيانات المجهزة) تسفر عن القيم لا يمكن الاعتماد عليها للمعلمات الفسيولوجية ثلاثة الأنسجة ([هب]، [ميل]، وساو 2) المقدمة هنا. نوبات الفقيرة هي على الأرجح نتيجة إما التنقل بين التحقيق والموقع الجلد خلال الحصول على البيانات، شروط الحدود الضيقة في رمز مرحلة ما بعد المعالجة، أو القيم بداهة لا يمكن الاعتماد عليها من [هب] و [ميل]. 11،21،24، يجب أن 26 تحسينات في هذه الحوادث الخطأ الشائعة ثلاثة إصلاح تركيب دقيقة من الأطياف الانعكاس شبه منتشر. وهكذا، وجمع البيانات التي يمكن تحسينها عن طريق الحد من مطياف الوقت التكامل للحد من الحركة الفنية داخل الأطياف. بالإضافة إلى ذلك، تمثل الشروط الحدية نطاق القيم الانتاج الحسابية الممكنة ل[هب]، [ميل]، وساو 2 التالية مرحلة ما بعد المعالجة. في هذه الدراسات، وكانت شروط الحدود 0-10 ملغ / مل ل[هب]، 21،22 0-40 ملغ / مل ل[ميل]، 27،28 و0-100٪ لساو 2، <sup&gt; 29 والتي تقوم على القيم من الدراسات السابقة. 21،22،27-29 إذا قياس الأنسجة دون الميلانين، والحدود الدنيا والعليا ل[ميل] على حد سواء يمكن ببساطة أن يكون لتعيين 0 ملغ / مل. وأخيرا، فمن المستحسن استخدام تأسيس القيم الامتصاصية مسبقة لخضاب الدم والميلانين التي نشرتها Prahl آخرون أن 21 هذه التحسينات بسيطة إصلاح تركيب دقيقة من الأطياف الانعكاس شبه منتشر، وإذا بقيت الأسئلة، أطياف يمكن التأكد من صلاحيتها مع الأشباح مع الخصائص البصرية المعروفة (تقليل التشتت ومعامل الامتصاص). الحد الأساسي لهذه المنصة microendoscopy التصوير والتحليل الطيفي الألياف حزمة المتعدد الوسائط هو عدم وجود طريقة widefield التصوير. عالية الدقة مضان microendoscopy طريقة وجهة نظر مجال للدائري هو 1 مم في القطر، مما يجعل من الصعب مسح سريع مساحة كبيرة من الأنسجة. واحد طريقة الحسابية للتغلب على هذا القيد هو صورة وزارة الشؤون الاجتماعيةicking، وهي تقنية تستخدم لتوفير مجال للنظرة أوسع من التراص المجاورة الصور الصغيرة الحجم في عملية واحدة أكبر خريطة، صورة 10 هذه mosaicking صورة وقد ثبت من قبل برييتو وآخرون للتحقيق في ملامح الصورة القولون. 10 ان أن الأجهزة تعديل للتغلب على هذا القيد أن يجعل التحقيق متوافقة مع ميناء خزعة من المنظار التقليدي، مثل لجنة التحقيق التي قدمها باريك وآخرون للتحقيق الأورام القولون والمستقيم. 8 هذه الميزة يجمع بين مزايا مجال الرؤية واسعة مع التصوير الصغيرة الحجم عالية الدقة مضان microendoscopy 8. عموما، وقد تجلى هذا الأسلوب في الجسم الحي في جلد الإنسان، ويظهر قيمة عالية الدقة الأنسجة صورا تسجيل المشارك الصغرى المعمارية مع التركيز الكامنة الميلانين، تركيز الهيموغلوبين، وتشبع الأكسجين الأنسجة (الشكل 5). هذا ميتاليكIQUE يمكن استخدامها من قبل الباحثين الذين يرغبون في دراسة الصلة بين تشوهات الأنسجة الهيكلية والوظيفية في الجسم الحي، أو تغييرات وظيفية الأنسجة تحليل في حالة عدم وجود تغييرات هيكلية واضحة. والدراسات المستقبلية التحقيق في جدوى هذه التقنية في مختلف الحالات المرضية الظهارية.

تقنيات حزمة ليفية microendoscopy تحليل عادة في الأنسجة الحية باستخدام تقنيات التصوير أو مزيج من تقنيات التحليل الطيفي. 1-3 أسلوب واحد التصوير هذه، وارتفاع القرار مضان microendoscopy، يمكن أن الصورة الأنسجة القمية المعمارية المصغرة لقرار الفرعية الخلوية في صغيرة ، مجال للرأي الميكروسكيل، وذلك باستخدام عامل تباين موضعي مثل بروفلافين، فلوريسئين، أو الحبر pyranine. 1،3-11 وقد أظهرت هذه الطريقة التصوير واعدة الأداء السريري في التفريق بين نوعي الأنسجة الطلائية المريضة وصحية في الوقت الحقيقي مع انخفاض بين المراقب تقلب 8 أحيانا، فإن المحققين استخدام البيانات مضان المجهر عالية الدقة لاستخراج الخصائص الكمية مثل الخلية وحجم النووي أو منطقة الغدة، ولكن هذا لا يزال تقنية نوعية في المقام الأول تستهدف تصور مورفولوجيا الأنسجة. 1،3،8- 10 من ناحية أخرى، وتقنيات التحليل الطيفي، مثلكما الطيفي الانعكاس منتشر، والتي تستهدف توفير المعلومات الأنسجة وظيفية واعدة أظهرت الأداء السريري في تحديد الكمية الآفات السرطانية في أعضاء متعددة. 2،12-15 لذلك، هناك حاجة لجهاز يدمج كلا النوعين من الطرائق التي يحتمل مزيد من خفض التباين بين المراقب، والحفاظ على التصور في الوقت الحقيقي من الأنسجة الهندسة الدقيقة، وتقديم تحليل أكثر اكتمالا من صحة الأنسجة. لتحقيق هذا الهدف، تم بناء أداة تستند مسبار المتعدد الوسائط الذي يجمع بين اثنين من أساليب في التحقيق من الألياف البصرية واحد: عالية الدقة microendoscopy مضان ودون منتشر الطيفي الانعكاس 11 هذا الأسلوب شارك في سجلات النوعية صور عالية الدقة من قمية مورفولوجيا الأنسجة (الخصائص الهيكلية) مع المعلومات الكمية الطيفية (خصائص وظيفية) من اثنين من أعماق الأنسجة متميزة بما في ذلك تركيز الهيموغلوبين المحلي ([هب])، وتركيز الميلانين ([ميل])، وتشبع الأكسجين (ساو 2). 11،12،16 تستخدم هذه الطريقة محددة الانعكاس الطيفي شبه منتشر اثنين من فصل المصدر للكشف عن (SDSS) لعينة اثنين من أعماق الأنسجة فريدة من نوعها لتوفير صورة أشمل للصحة الأنسجة عن طريق أخذ عينات وصولا الى الغشاء القاعدي وسدى النسيج الأساسي. 11 يتكون مسبار الألياف من الألياف المركزي صورة 1 مم القطر مع ما يقرب من 50،000 4.5 ميكرون عناصر الألياف قطر، قطر الكسوة من 1.1 ملم وقطرها طلاء الإجمالي 1.2 مم. وتحيط الألياف الصورة عن طريق خمسة 200 ميكرون الألياف قطر بأقطار الكسوة من 220 ميكرون. يقع كل الألياف 200 ميكرون المتعدد مسافة مركز إلى مركز من 864 ميكرون بعيدا عن مركز من الألياف الصورة. كل واحد من 200 ميكرون الألياف المتعدد هي 25 درجة على حدة. باستخدام أقصى 200 ميكرون الألياف متعددة مثل الألياف &quot;مصدر&quot;، وعشر إضافيري 200 ميكرون الألياف المتعدد والألياف &quot;جمع&quot;، هذه الهندسة بالضرورة يخلق ثلاثة مركز إلى مركز SDSS من 374 ميكرون، 730 ميكرون، 1051 ميكرون، و1،323 ميكرون. أرفقت نصائح الألياف في غلاف معدني اسطواني التي تحافظ على المسافات بين الألياف ثابت. قطر غلاف معدني أسطواني هو 3 مم. نهاية البعيدة (نحو التحقيق غيض من الألياف البصرية) لجنة التحقيق الألياف الضوئية هو 2 أقدام طويلة. ثم يفصل التحقيق في ستة الألياف الفردية منها في نهاية القريبة (نحو الأجهزة) وهو إضافية 2 أقدام طويلة، ليصل مجموع أطوالها إلى 4 أقدام. ويبين الشكل 1 تمثيل لجنة التحقيق من الألياف البصرية. <img alt="شكل 1" src="/files/ftp_upload/54564/54564fig1.jpg" /> الشكل 1: الألياف البصرية تصميم التحقيق ويتكون المسبار من الألياف البصرية واحد من الألياف صورة 1 ملم وقطرها أربعة 200 ميكرون الألياف المتعدد. هذايظهر الرقم تمثيل (أ) نهاية سقف المعدني الذي يحد من هندسة الألياف في تلميح التحقيق لانتاج SDSS من 374، 730، و1،051 ميكرون فيما يتعلق أقصى 200 الألياف ميكرون المتعدد (مقياس شريط ≈ 1 مم)، (ب) والألياف التي مقيدة داخل غطاء معدني، والتي تبين النوى الألياف، الكسوة الألياف، وطلاء الألياف (مقياس شريط ≈ 1 مم)، (ج) ومادة البولي أميد تغليف الحماية حول الألياف (مقياس شريط ≈ 1 مم)، (د ) الطرف البعيد الانتهاء من التحقيق، مع قبضة الإصبع المعادن وكابل أسود واحد يحتوي على جميع الألياف (مقياس شريط ≈ 4 مم)، و (ه) صورة من الطرف البعيد لجنة التحقيق (مقياس شريط ≈ 4 مم). <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/54564/54564fig1large.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.</a> هذه الأجهزة المتعدد الوسائط وTECHNI المرتبطةكيو هو مزيج الأول من هذه الطرائق في تحقيق واحد، على الرغم من التقنيات الأخرى مجتمعة الهيكلية / وظيفية موجودة التي تجمع بين طرائق مختلفة. على سبيل المثال، والتصوير الطيفية يجمع بين التصوير واسعة المجال مع الهيموجلوبين والميلانين الخصائص الكمية، 17،18 وغيرها من التقنيات تم تطويرها التي تجمع بين التصوير المقطعي التماسك البصري (أكتوبر) مع تحليل بروتين تعبير الأنسجة، 19 على سبيل المثال لا الحصر. هذه التقارير المادة على إعداد الأجهزة المدمجة وسهلة لتنفيذ يستخدم مسبار الألياف الضوئية العام الذي يمكن أن يكون الأمثل لأغراض مختلفة بما في ذلك استخدام المنظار في الجهاز الهضمي السفلي والمريء أو التحقيق المحمولة للاستخدام في تجويف الفم والخارجيين وضع الجلد. 11،20 الأجهزة لهذه الأجهزة يتطلب على حد سواء الحصول على البيانات حسب الطلب ورمز مرحلة ما بعد المعالجة للحصول على منتشر الأطياف الانعكاس ومن ثم استخراج نظام القبول الناتجةالمعلمات الأنسجة متوسط ه الفسيولوجية بما في ذلك [هب]، [ميل]، وساو 2. بنيت رمز الحصول على البيانات المخصصة للسماح للشراء في وقت واحد من كاميرا (عالية الدقة مضان المجهر) ومطياف (لالطيفي الانعكاس منتشر). السائقون المتاحة من المواقع الصانعين للسماح للتكامل مع مجموعة متنوعة من لغات البرمجة في كثير من الأحيان. رمز مخصص مرحلة ما بعد المعالجة تستورد القيم امتصاص المسبقة في الجسم الحي [هب] و [ميل] 21 ثم يستخدم التحسين غير الخطية عملية تركيب وضعت في وقت سابق ان يخلق منحنى المجهزة من الأطياف. تم بناء 22 ومنحنى المجهزة عن طريق التقليل من χ 2 قيمة بينه وبين أطياف الخام وتحديد المعايير الفسيولوجية الأنسجة ([هب]، [ميل]، وساو 2) من منحنى المجهزة وبأقل χ 2 قيمة 22 الرمز يمكن تعديلها لتشملالامتصاص من حاملات أخرى أيضا، مثل الحبر pyranine خارجي المستخدمة هنا، حتى أن الهدف المعلمات الفسيولوجية تتأثر. المؤشرات الفسيولوجية للصحة الأنسجة، مثل [هب]، [ميل]، وساو 2، ويمكن استخدام تقارير استجابة الورم للعلاج أو مؤشرات الأوعية الدموية المحلي والأوعية الدموية. 14،23 بما في ذلك دقة عالية ومضان microendoscopy طريقة يساعد دليل التحقيق التنسيب ويقدم المحققون مع صورة أكثر اكتمالا للعلاقة بين بنية الأنسجة الظهارية وظيفة. في هذه المقالة، وبناء وتطبيق microendoscope المتعدد الوسائط يوصف. 11

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="1143">
	<tbody>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;width:373px;">30 mm Cage Cube with Dichroic Filter Mount</td>
			<td style="width:175px;">Thorlabs, Inc.</td>
			<td style="width:171px;">CM1-DCH</td>
			<td style="width:427px;"></td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;width:373px;">470 nm Dichroic Mirror (Beam Splitter)</td>
			<td style="width:175px;">Chroma Corporation</td>
			<td style="width:171px;">T470lpxr</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;width:373px;">Cage Assembly Rod, 1.5&#34;, 4-Pack</td>
			<td style="width:175px;">Thorlabs, Inc.</td>
			<td style="width:171px;">ER1.5-P4</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;width:373px;">Cage Assembly Rod, 3.0&#34;, 4-Pack</td>
			<td style="width:175px;">Thorlabs, Inc.</td>
			<td style="width:171px;">ER3-P4</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;width:373px;">Cage Assembly Rod, 2.0&#34;, 4-Pack</td>
			<td style="width:175px;">Thorlabs, Inc.</td>
			<td style="width:171px;">ER2-P4</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;width:373px;">SM1-Threaded 30 mm Cage Plate</td>
			<td style="width:175px;">Thorlabs, Inc.</td>
			<td style="width:171px;">CP02</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;width:373px;">SM1 Series Stress-Free Retaining Ring</td>
			<td style="width:175px;">Thorlabs, Inc.</td>
			<td style="width:171px;">SM1PRR</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;width:373px;">SM1 Lens Tube, 1.00&#34; Thread Depth</td>
			<td style="width:175px;">Thorlabs, Inc.</td>
			<td style="width:171px;">SM1L10</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;width:373px;">Right-Angle Kinematic Mirror Mount</td>
			<td style="width:175px;">Thorlabs, Inc.</td>
			<td style="width:171px;">KCB1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;width:373px;">1&#34; UV Enhanced Aluminum Mirror</td>
			<td style="width:175px;">Thorlabs, Inc.</td>
			<td style="width:171px;">PF10-03-F01</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;width:373px;">Z-Axis Translation Mount</td>
			<td style="width:175px;">Thorlabs, Inc.</td>
			<td style="width:171px;">SM1Z</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;width:373px;">10X Olympus Plan Achromatic Objective</td>
			<td style="width:175px;">Thorlabs, Inc.</td>
			<td style="width:171px;">RMS10X</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;width:373px;">XY Translating Lens Mount</td>
			<td style="width:175px;">Thorlabs, Inc.</td>
			<td style="width:171px;">CXY1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;width:373px;">SMA Fiber Adapter Plate with SM1 Thread</td>
			<td style="width:175px;">Thorlabs, Inc.</td>
			<td style="width:171px;">SM1SMA</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;width:373px;">SM1 Lens Tube, 0.50&#34; Thread Depth</td>
			<td style="width:175px;">Thorlabs, Inc.</td>
			<td style="width:171px;">SM1L05</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;width:373px;">440/40 Bandpass Filter (Excitation)</td>
			<td style="width:175px;">Chroma Corporation</td>
			<td style="width:171px;">ET440/40x</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;width:373px;">525/36 Bandpass Filter (Emission)</td>
			<td style="width:175px;">Chroma Corporation</td>
			<td style="width:171px;">ET525/36m</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;width:373px;">Quick Set Epoxy</td>
			<td style="width:175px;">Loctite</td>
			<td style="width:171px;">1395391</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;width:373px;">455 nm LED Light Housing Kit - 3-Watt</td>
			<td style="width:175px;">LED Supply</td>
			<td style="width:171px;">ALK-LH-3W-KIT</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;width:373px;">1&#34; Achromatic Doublet, f=50mm</td>
			<td style="width:175px;">Thorlabs, Inc.</td>
			<td style="width:171px;">AC254-050-A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;width:373px;">Flea 3 USB Monochrome Camera</td>
			<td style="width:175px;">Point Grey, Inc.</td>
			<td style="width:171px;">FL3-U3-32S2M-CS</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;width:373px;">0.5&#34; Post Holder, L = 1.5&#34;</td>
			<td style="width:175px;">Thorlabs, Inc.</td>
			<td style="width:171px;">PH1.5</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;width:373px;">0.5&#34; Optical Post, L = 4.0&#34;</td>
			<td style="width:175px;">Thorlabs, Inc.</td>
			<td style="width:171px;">TR4</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;width:373px;">Mounting Base, 1&#34; x 2.3&#34; x 3/8&#34;</td>
			<td style="width:175px;">Thorlabs, Inc.</td>
			<td style="width:171px;">BA1S</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;width:373px;">Long Lifetime Tungsten-Halogen Light Source (Vis-NIR)</td>
			<td style="width:175px;">Ocean Optics</td>
			<td style="width:171px;">HL-2000-LL</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;width:373px;">20X Olympus Plan Objective</td>
			<td style="width:175px;">Edmund Optics, Inc.</td>
			<td style="width:171px;">PLN20X</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;width:373px;">Custom-Built Aluminum Motor Arm</td>
			<td style="width:175px;">N/A</td>
			<td style="width:171px;">N/A</td>
			<td>Custom designed and built</td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;width:373px;">Custom-Built Aluminum Motor Arm Adaptor</td>
			<td style="width:175px;">N/A</td>
			<td style="width:171px;">N/A</td>
			<td>Custom designed and built</td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;width:373px;">Custom-Built Aluminum Motor Housing</td>
			<td style="width:175px;">N/A</td>
			<td style="width:171px;">N/A</td>
			<td>Custom designed and built</td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;width:373px;">Stepper Motor - 400 steps/revolution</td>
			<td style="width:175px;">SparkFun Electronics</td>
			<td style="width:171px;">ROB-10846</td>
			<td>Multiple suppliers</td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;width:373px;">Custom-Built Aluminum Optical Fiber Switch</td>
			<td style="width:175px;">N/A</td>
			<td style="width:171px;">N/A</td>
			<td>Custom designed and built</td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;width:373px;">Custom-Built Aluminum Optical Fiber Switch Face-Plate</td>
			<td style="width:175px;">N/A</td>
			<td style="width:171px;">N/A</td>
			<td>Custom designed and built</td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;width:373px;">Arduino Uno - R3</td>
			<td style="width:175px;">SparkFun Electronics</td>
			<td style="width:171px;">DEV-11021</td>
			<td>Multiple suppliers</td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;width:373px;">Electronic Breadboard - Self-Adhesive</td>
			<td style="width:175px;">SparkFun Electronics</td>
			<td style="width:171px;">PRT-12002</td>
			<td>Multiple suppliers</td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;width:373px;">EasyDriver - Stepper Motor Driver</td>
			<td style="width:175px;">Sparkfun Electronics</td>
			<td style="width:171px;">ROB-12779</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;width:373px;">12V, 229 mA Power Supply</td>
			<td style="width:175px;">Phihong</td>
			<td style="width:171px;">PSM03A</td>
			<td>Multiple suppliers</td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;width:373px;">Enhanced Sensitivity USB Spectrometer (Vis-NIR)</td>
			<td style="width:175px;">Ocean Optics</td>
			<td style="width:171px;">USB2000+VIS-NIR-ES</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;width:373px;">550 &#181;m, 0.22 NA, SMA-SMA Fiber Patch Cable</td>
			<td style="width:175px;">Thorlabs, Inc.</td>
			<td style="width:171px;">M37L01</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;width:373px;">Custom-Built Fiber-Optic Probe</td>
			<td style="width:175px;">Myriad Fiber Imaging</td>
			<td style="width:171px;">N/A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;width:373px;">20% Spectralon Diffuse Reflectance Standard</td>
			<td style="width:175px;">Labsphere, Inc.</td>
			<td style="width:171px;">SRS-20-010</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;width:373px;">Standard Yellow Highlighter</td>
			<td style="width:175px;">Sharpie</td>
			<td style="width:171px;">25005</td>
			<td>Multiple suppliers, proflavine or fluorescein can be substituted</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

multimodal imaging and spectroscopy fiber-bundle microendoscopy platform for non-invasive, in vivo tissue analysis

تمكن تقنيات microendoscopy الألياف حزمة الأخيرة تحليل غير الغازية من الأنسجة في الجسم الحي باستخدام تقنيات التصوير أو مزيج من تقنيات التحليل الطيفي. الجمع بين تقنيات التصوير والتحليل الطيفي إلى التحقيق بصري واحد قد تقدم تحليلا أكثر اكتمالا من صحة الأنسجة. في هذه المقالة، يتم الجمع بين اثنين من طرائق متباينة، والتصوير عالية الدقة مضان microendoscopy ومنتشر الطيفي الانعكاس، إلى التحقيق بصري واحد. عالية الدقة مضان microendoscopy التصوير هو أسلوب يستخدم لتصور الأنسجة القمية العمارة الصغرى، وعلى الرغم من أن معظمهم تقنية النوعية، وقد أثبتت التمايز في الوقت الحقيقي الفعال بين الأنسجة الورمية وغير الورمية. منتشر الانعكاس الطيفي هو الأسلوب الذي يمكن استخراج المعلمات الفسيولوجية الأنسجة بما في ذلك تركيز المحلية الهيموغلوبين، وتركيز الميلانين، وتشبع الأكسجين. توضح هذه المقالة مواصفات صequired لبناء مسبار الألياف البصرية، وكيفية بناء الأجهزة، ومن ثم يظهر أسلوب في الجسم الحي في جلد الإنسان. وكشف هذا العمل أن الأنسجة المعمارية الصغيرة، الكيراتينية الجلد قمي على وجه التحديد، يمكن أن يشترك المسجلة مع المعلمات الفسيولوجية المرتبطة بها. التحقيق الأجهزة والألياف حزمة المقدمة هنا يمكن أن يكون الأمثل إما جهاز محمول باليد أو بالتنظير متوافق للاستخدام في مجموعة متنوعة من أجهزة الجسم. هناك حاجة إلى بحوث سريرية إضافية لاختبار جدوى هذه التقنية لمختلف الحالات المرضية الظهارية.

وبعد هذا البروتوكول، والمحقق الحصول على صورة عالية الدقة في التركيز لموقع نسيج مع حقل كامل من رأي (الشكل 5). ويمكن رؤية الخطوط العريضة للخلايا إذا ملطخة بالحبر pyranine من تمييز الأصفر القياسية، في حين يمكن أن ينظر إلى نواة الخلية الفردية إذا ملطخة صبغة مثل بروفلافين. بعد عملية الاستحواذ الطيفي، ويستخدم البرنامج مرحلة ما بعد المعالجة معرفة مسبقة في الجسم الحي تركيز الهيموجلوبين ([هب]) وتركيز الميلانين ([ميل]) 21 لتتناسب مع أطياف شبه منتشر الانعكاس وتحديد قيم [هب]، [ميل ]، والأنسجة تشبع الأكسجين (ساو 2) كما هو مبين في الشكل (5). ويستخدم البرنامج مرحلة ما بعد المعالجة حدود الفسيولوجية واسعة ([هب] = 0-150 ملغ / مل، [ميل] = 0-30 ملغ / مل، وساو 2 = 0-100٪) لتتناسب مع أطياف معايرة 21 <iبديل ملغ = &quot;الشكل 5&quot; SRC = &quot;/ ملفات / ftp_upload / 54564 / 54564fig5.jpg&quot; /&gt; الرقم 5: المشارك تسجيل البيانات الكمية والنوعية من المجراة الجلد الطبيعي البشري وشامة حميدة تم الحصول عليها صورة مضان عالية الدقة من pyranine الحبر (من تمييز الأصفر قياسي) ملطخة شامة الحميدة والجلد الطبيعي المجاور الأنسجة مع ومدة التعرض من 150 مللي ثانية. الخطوط العريضة لالكيراتينية يمكن واضحة للعيان في كل الصور. وكان الموقع أنسجة الجلد الطبيعي وشامة تركيز الهيموغلوبين 1.63 و 0.86 ملغ / مل، وتركيز الميلانين 0.78 و 10.20 ملغ / مل على التوالي، مع تشبع الأكسجين مماثلة من 99٪. يوضح هذا الرقم مصلحة تسجيل المشارك المعلومات الوظيفية الهيكلية والكمية النوعية. <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/54564/54564fig5large.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لعرض أكبر فرس</a>أيون من هذا الرقم.

Watch this Scientific Journal Video about Multimodal Imaging and Spectroscopy Fiber-bundle Microendoscopy Platform for Non-invasive, In Vivo Tissue Analysis at JoVE.com

Multimodal Imaging and Spectroscopy Fiber-bundle Microendoscopy Platform for Non-invasive, In Vivo Tissue Analysis

The assembly and use of a multimodal microendoscope is described which can co-register superficial tissue image data with tissue physiological parameters including hemoglobin concentration, melanin concentration, and oxygen saturation. This technique can be useful for evaluating tissue structure and perfusion, and can be optimized for individual needs of the investigator.

المتعدد الوسائط التصوير ومنهاج Microendoscopy الطيفي الألياف الرزمة لغير الغازية،<em&gt; في فيفو</em&gt; تحليل الأنسجة

Recent fiber-bundle microendoscopy techniques enable non-invasive analysis of in vivo tissue using either imaging techniques or a combination of ...

multimodal-imaging-spectroscopy-fiber-bundle-microendoscopy-platform

Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Multimodal Imaging and Spectroscopy Fiber-bundle Microendoscopy Platform for Non-invasive, In Vivo Tissue Analysis

7.8K Views.  University of Arkansas. The assembly and use of a multimodal microendoscope is described which can co-register superficial tissue image data with tissue physiological parameters including hemoglobin concentration, melanin concentration, and oxygen saturation. This technique can be useful for evaluating tissue structure and perfusion, and can be optimized for individual needs of the investigator.

Video: Multimodal Imaging and Spectroscopy Fiber-bundle Microendoscopy Platform for Non-invasive, In Vivo Tissue Analysis

High-resolution Fiber-optic Microendoscopy for in situ Cellular Imaging

Many biological and clinical studies require the longitudinal study and analysis of morphology and function with cellular level resolution. Traditionally, multiple experiments are run in parallel, with individual samples removed from the study at sequential time points for evaluation by light microscopy. Several intravital techniques have been developed, with confocal, multiphoton, and second harmonic microscopy all demonstrating their ability to be used for imaging in situ 1. With these systems, however, the required infrastructure is complex and expensive, involving scanning laser systems and complex light sources. Here we present a protocol for the design and assembly of a high-resolution microendoscope which can be built in a day using off-the-shelf components for under US$5,000. The platform offers flexibility in terms of image resolution, field-of-view, and operating wavelength, and we describe how these parameters can be easily modified to meet the specific needs of the end user.
We and others have explored the use of the high-resolution microendoscope (HRME) in in vitro cell culture 2-5, in excised 6 and living animal tissues 2,5, and in human tissues in vivo 2,7. Users have reported the use of several different fluorescent contrast agents, including proflavine 2-4, benzoporphyrin-derivative monoacid ring A (BPD-MA) 5, and fluoroscein 6,7, all of which have received full, or investigational approval from the FDA for use in human subjects. High-resolution microendoscopy, in the form described here, may appeal to a wide range of researchers working in the basic and clinical sciences. The technique offers an effective and economical approach which complements traditional benchtop microscopy, by enabling the user to perform high-resolution, longitudinal imaging in situ.

High-resolution Fiber-optic Microendoscopy for in situ Cellular Imaging

In many biological and clinical situations it is advantageous to study cellular processes as they evolve in their native microenvironment. Here we describe the assembly and use of a low-cost fiber-optic microscope which can provide real time imaging in cell culture, animal studies, and clinical patient studies.

ذات دقة عالية الألياف الضوئية للMicroendoscopy في الموقع الخلوية التصوير

Many biological and clinical studies require the longitudinal study and analysis of morphology and function with cellular level resolution.  ...

Video-rate Scanning Confocal Microscopy and Microendoscopy

Confocal microscopy has become an invaluable tool in biology and the biomedical sciences, enabling rapid, high-sensitivity, and high-resolution optical sectioning of complex systems. Confocal microscopy is routinely used, for example, to study specific cellular targets1, monitor dynamics in living cells2-4, and visualize the three dimensional evolution of entire organisms5,6. Extensions of confocal imaging systems, such as confocal microendoscopes, allow for high-resolution imaging in vivo7 and are currently being applied to disease imaging and diagnosis in clinical settings8,9.
Confocal microscopy provides three-dimensional resolution by creating so-called "optical sections" using straightforward geometrical optics. In a standard wide-field microscope, fluorescence generated from a sample is collected by an objective lens and relayed directly to a detector. While acceptable for imaging thin samples, thick samples become blurred by fluorescence generated above and below the objective focal plane. In contrast, confocal microscopy enables virtual, optical sectioning of samples, rejecting out-of-focus light to build high resolution three-dimensional representations of samples.
Confocal microscopes achieve this feat by using a confocal aperture in the detection beam path. The fluorescence collected from a sample by the objective is relayed back through the scanning mirrors and through the primary dichroic mirror, a mirror carefully selected to reflect shorter wavelengths such as the laser excitation beam while passing the longer, Stokes-shifted fluorescence emission. This long-wavelength fluorescence signal is then passed to a pair of lenses on either side of a pinhole that is positioned at a plane exactly conjugate with the focal plane of the objective lens. Photons collected from the focal volume of the object are collimated by the objective lens and are focused by the confocal lenses through the pinhole. Fluorescence generated above or below the focal plane will therefore not be collimated properly, and will not pass through the confocal pinhole1, creating an optical section in which only light from the microscope focus is visible. (Fig 1). Thus the pinhole effectively acts as a virtual aperture in the focal plane, confining the detected emission to only one limited spatial location.
Modern commercial confocal microscopes offer users fully automated operation, making formerly complex imaging procedures relatively straightforward and accessible. Despite the flexibility and power of these systems, commercial confocal microscopes are not well suited for all confocal imaging tasks, such as many in vivo imaging applications. Without the ability to create customized imaging systems to meet their needs, important experiments can remain out of reach to many scientists.
In this article, we provide a step-by-step method for the complete construction of a custom, video-rate confocal imaging system from basic components. The upright microscope will be constructed using a resonant galvanometric mirror to provide the fast scanning axis, while a standard speed resonant galvanometric mirror will scan the slow axis. To create a precise scanned beam in the objective lens focus, these mirrors will be positioned at the so-called telecentric planes using four relay lenses. Confocal detection will be accomplished using a standard, off-the-shelf photomultiplier tube (PMT), and the images will be captured and displayed using a Matrox framegrabber card and the included software.

The complete construction of a custom, real-time confocal scanning imaging system is described. This system, which can be readily used for video-rate microscopy and microendoscopy, allows for an array of imaging geometries and applications not accessible using standard commercial confocal systems, at a fraction of the cost.

فيديو معدل الميكروسكوب متحد البؤر المسح الضوئي وMicroendoscopy

Confocal microscopy has become an invaluable tool in biology and the biomedical sciences, enabling rapid, high-sensitivity, and high-resolution optical ...

Non-contact, Label-free Monitoring of Cells and Extracellular Matrix using Raman Spectroscopy

Non-destructive, non-contact and label-free technologies to monitor cell and tissue cultures are needed in the field of biomedical research.1-5 However, currently available routine methods require processing steps and alter sample integrity. Raman spectroscopy is a fast method that enables the measurement of biological samples without the need for further processing steps. This laser-based technology detects the inelastic scattering of monochromatic light.6 As every chemical vibration is assigned to a specific Raman band (wavenumber in cm-1), each biological sample features a typical spectral pattern due to their inherent biochemical composition.7-9 Within Raman spectra, the peak intensities correlate with the amount of the present molecular bonds.1 Similarities and differences of the spectral data sets can be detected by employing a multivariate analysis (e.g. principal component analysis (PCA)).10
Here, we perform Raman spectroscopy of living cells and native tissues. Cells are either seeded on glass bottom dishes or kept in suspension under normal cell culture conditions (37 &deg;C, 5% CO2) before measurement. Native tissues are dissected and stored in phosphate buffered saline (PBS) at 4 &deg;C prior measurements. Depending on our experimental set up, we then either focused on the cell nucleus or extracellular matrix (ECM) proteins such as elastin and collagen. For all studies, a minimum of 30 cells or 30 random points of interest within the ECM are measured. Data processing steps included background subtraction and normalization.

Raman spectroscopy is a suitable technique for the non-contact, label-free analysis of living cells, tissue-engineered constructs and native tissues. Source-specific spectral fingerprints can be generated and analyzed using multivariate analysis.

عدم الاتصال، تسمية خالية من رصد خلايا المصفوفة خارج الخلية، وباستخدام التحليل الطيفي رامان

Non-destructive, non-contact and label-free technologies to monitor cell and tissue cultures are needed in the field of biomedical research.1-5 However, ...

Viral Nanoparticles for In vivo Tumor Imaging

The use of nanomaterials has the potential to revolutionize materials science and medicine. Currently, a number of different nanoparticles are being investigated for applications in imaging and therapy. Viral nanoparticles (VNPs) derived from plants can be regarded as self-assembled bionanomaterials with defined sizes and shapes. Plant viruses under investigation in the Steinmetz lab include icosahedral particles formed by Cowpea mosaic virus (CPMV) and Brome mosaic virus (BMV), both of which are 30 nm in diameter. We are also developing rod-shaped and filamentous structures derived from the following plant viruses: Tobacco mosaic virus (TMV), which forms rigid rods with dimensions of 300 nm by 18 nm, and Potato virus X (PVX), which form filamentous particles 515 nm in length and 13 nm in width (the reader is referred to refs. 1 and 2 for further information on VNPs).
From a materials scientist's point of view, VNPs are attractive building blocks for several reasons: the particles are monodisperse, can be produced with ease on large scale in planta, are exceptionally stable, and biocompatible. Also, VNPs are "programmable" units, which can be specifically engineered using genetic modification or chemical bioconjugation methods 3. The structure of VNPs is known to atomic resolution, and modifications can be carried out with spatial precision at the atomic level4, a level of control that cannot be achieved using synthetic nanomaterials with current state-of-the-art technologies.
In this paper, we describe the propagation of CPMV, PVX, TMV, and BMV in Vigna ungiuculata and Nicotiana benthamiana plants. Extraction and purification protocols for each VNP are given. Methods for characterization of purified and chemically-labeled VNPs are described. In this study, we focus on chemical labeling of VNPs with fluorophores (e.g. Alexa Fluor 647) and polyethylene glycol (PEG). The dyes facilitate tracking and detection of the VNPs 5-10, and PEG reduces immunogenicity of the proteinaceous nanoparticles while enhancing their pharmacokinetics 8,11. We demonstrate tumor homing of PEGylated VNPs using a mouse xenograft tumor model. A combination of fluorescence imaging of tissues ex vivo using Maestro Imaging System, fluorescence quantification in homogenized tissues, and confocal microscopy is used to study biodistribution. VNPs are cleared via the reticuloendothelial system (RES); tumor homing is achieved passively via the enhanced permeability and retention (EPR) effect12. The VNP nanotechnology is a powerful plug-and-play technology to image and treat sites of disease in vivo. We are further developing VNPs to carry drug cargos and clinically-relevant imaging moieties, as well as tissue-specific ligands to target molecular receptors overexpressed in cancer and cardiovascular disease.

Viral Nanoparticles for In vivo Tumor Imaging

Plant viral nanoparticles (VNPs) are promising platforms for applications in biomedicine. Here, we describe the procedures for plant VNP propagation, purification, characterization, and bioconjugation. Finally, we show the application of VNPs for tumor homing and imaging using a mouse xenograft model and fluorescence imaging.

الفيروسية النانوية ل<em&gt; في الجسم الحي</em&gt; التصوير ورم

The use of nanomaterials has the potential to revolutionize materials science and medicine. Currently, a number of different nanoparticles are being ...

Self-reporting Scaffolds for 3-Dimensional Cell Culture

Culturing cells in 3D on appropriate scaffolds is thought to better mimic the in vivo microenvironment and increase cell-cell interactions. The resulting 3D cellular construct can often be more relevant to studying the molecular events and cell-cell interactions than similar experiments studied in 2D. To create effective 3D cultures with high cell viability throughout the scaffold the culture conditions such as oxygen and pH need to be carefully controlled as gradients in analyte concentration can exist throughout the 3D construct. Here we describe the methods of preparing biocompatible pH responsive sol-gel nanosensors and their incorporation into poly(lactic-co-glycolic acid) (PLGA) electrospun scaffolds along with their subsequent preparation for the culture of mammalian cells. The pH responsive scaffolds can be used as tools to determine microenvironmental pH within a 3D cellular construct. Furthermore, we detail the delivery of pH responsive nanosensors to the intracellular environment of mammalian cells whose growth was supported by electrospun PLGA scaffolds. The cytoplasmic location of the pH responsive nanosensors can be utilized to monitor intracellular pH (pHi) during ongoing experimentation.

Biocompatible pH responsive sol-gel nanosensors can be incorporated into poly(lactic-co-glycolic acid) (PLGA) electrospun scaffolds. The produced self-reporting scaffolds can be used for in&#160;situ monitoring of microenvironmental conditions whilst culturing cells upon the scaffold. This is beneficial as the 3D cellular construct can be monitored in real-time without disturbing the experiment.

سقالات الإبلاغ الذاتي للخلية ثقافة 3 الأبعاد

Culturing cells in 3D on appropriate scaffolds is thought to better mimic the in vivo microenvironment and increase cell-cell interactions. The resulting ...

A Novel Stretching Platform for Applications in Cell and Tissue Mechanobiology

Tools that allow the application of mechanical forces to cells and tissues or that can quantify the mechanical properties of biological tissues have contributed dramatically to the understanding of basic mechanobiology. These techniques have been extensively used to demonstrate how the onset and progression of various diseases are heavily influenced by mechanical cues. This article presents a multi-functional biaxial stretching (BAXS) platform that can either mechanically stimulate single cells or quantify the mechanical stiffness of tissues. The BAXS platform consists of four voice coil motors that can be controlled independently. Single cells can be cultured on a flexible substrate that can be attached to the motors allowing one to expose the cells to complex, dynamic, and spatially varying strain fields. Conversely, by incorporating a force load cell, one can also quantify the mechanical properties of primary tissues as they are exposed to deformation cycles. In both cases, a proper set of clamps must be designed and mounted to the BAXS platform motors in order to firmly hold the flexible substrate or the tissue of interest. The BAXS platform can be mounted on an inverted microscope to perform simultaneous transmitted light and/or fluorescence imaging to examine the structural or biochemical response of the sample during stretching experiments. This article provides experimental details of the design and usage of the BAXS platform and presents results for single cell and whole tissue studies. The BAXS platform was used to measure the deformation of nuclei in single mouse myoblast cells in response to substrate strain and to measure the stiffness of isolated mouse aortas. The BAXS platform is a versatile tool that can be combined with various optical microscopies in order to provide novel mechanobiological insights at the sub-cellular, cellular and whole tissue levels.

We present in this article a novel stretching platform that can be used to investigate single cell responses to complex anisotropic biaxial mechanical deformation and quantify the mechanical properties of biological tissues.

A منصة رواية تمتد للتطبيقات في الخلايا والأنسجة Mechanobiology

Tools that allow the application of mechanical forces to cells and tissues or that can quantify the mechanical properties of biological tissues have ...

Biofunctionalized Prussian Blue Nanoparticles for Multimodal Molecular Imaging Applications

Multimodal, molecular imaging allows the visualization of biological processes at cellular, subcellular, and molecular-level resolutions using multiple, complementary imaging techniques. These imaging agents facilitate the real-time assessment of pathways and mechanisms in vivo, which enhance both diagnostic and therapeutic efficacy. This article presents the protocol for the synthesis of biofunctionalized Prussian blue nanoparticles (PB NPs) - a novel class of agents for use in multimodal, molecular imaging applications. The imaging modalities incorporated in the nanoparticles, fluorescence imaging and magnetic resonance imaging (MRI), have complementary features. The PB NPs possess a core-shell design where gadolinium and manganese ions incorporated within the interstitial spaces of the PB lattice generate MRI contrast, both in T1 and T2-weighted sequences. The PB NPs are coated with fluorescent avidin using electrostatic self-assembly, which enables fluorescence imaging. The avidin-coated nanoparticles are modified with biotinylated ligands that confer molecular targeting capabilities to the nanoparticles. The stability and toxicity of the nanoparticles are measured, as well as their MRI relaxivities. The multimodal, molecular imaging capabilities of these biofunctionalized PB NPs are then demonstrated by using them for fluorescence imaging and molecular MRI in vitro.

This protocol describes the synthesis of biofunctionalized Prussian blue nanoparticles and their use as multimodal, molecular imaging agents. The nanoparticles have a core-shell design where gadolinium or manganese ions within the nanoparticle core generate MRI contrast. The biofunctional shell contains fluorophores for fluorescence imaging and targeting ligands for molecular targeting.

Biofunctionalized البروسية الأزرق النانوية الجزيئية لالمتعدد الوسائط تطبيقات التصوير

Multimodal, molecular imaging allows the visualization of biological processes at cellular, subcellular, and molecular-level resolutions using multiple, ...

Atomic Force Microscopy Imaging and Force Spectroscopy of Supported Lipid Bilayers

Atomic force microscopy (AFM) is a versatile, high-resolution imaging technique that allows visualization of biological membranes. It has sufficient magnification to examine membrane substructures and even individual molecules. AFM can act as a force probe to measure interactions and mechanical properties of membranes. Supported lipid bilayers are conventionally used as membrane models in AFM studies. In this protocol, we demonstrate how to prepare supported bilayers and characterize their structure and mechanical properties using AFM. These include bilayer thickness and breakthrough force. 
The information provided by AFM imaging and force spectroscopy help define mechanical and chemical properties of membranes. These properties play an important role in cellular processes such as maintaining cell hemostasis from environmental stress, bringing membrane proteins together, and stabilizing protein complexes.

We describe a protocol for preparation of supported lipid bilayers and its characterization using atomic force microscopy and force spectroscopy.

قوة الذرية المجهر التصوير وقوة التحليل الطيفي لدعم الدهن طبقات ثنائية

Atomic force microscopy (AFM) is a versatile, high-resolution imaging technique that allows visualization of biological membranes. It has sufficient ...

A Microfluidic Platform for High-throughput Single-cell Isolation and Culture

Studying the heterogeneity of single cells is crucial for many biological questions, but is technically difficult. Thus, there is a need for a simple, yet high-throughput, method to perform single-cell culture experiments. Here, we report a microfluidic chip-based strategy for high-efficiency single-cell isolation (~77%) and demonstrate its capability of performing long-term single-cell culture (up to 7 d) and cellular heterogeneity analysis using clonogenic assay. These applications were demonstrated with KT98 mouse neural stem cells, and A549 and MDA-MB-435 human cancer cells. High single-cell isolation efficiency and long-term culture capability are achieved by using different sizes of microwells on the top and bottom of the microfluidic channel. The small microwell array is designed for precisely isolating single-cells, and the large microwell array is used for single-cell clonal culture in the microfluidic chip. This microfluidic platform constitutes an attractive approach for single-cell culture applications, due to its flexibility of adjustable cell culture spaces for different culture strategies, without decreasing isolation efficiency.

Here, we present a protocol for isolating and culturing single cells with a microfluidic platform, which utilizes a new microwell design concept to allow for high-efficiency single cell isolation and long-term clonal culture.

ومنصة ميكروفلويديك لعزل وحيدة الخلية عالية الإنتاجية والثقافة

Studying the heterogeneity of single cells is crucial for many biological questions, but is technically difficult. Thus, there is a need for a simple, yet ...

Hand-held Clinical Photoacoustic Imaging System for Real-time Non-invasive Small Animal Imaging

Translation of photoacoustic imaging into the clinic is a major challenge. Handheld real-time clinical photoacoustic imaging systems are very rare. Here, we report a combined photoacoustic and clinical ultrasound imaging system by integrating an ultrasound probe with light delivery for small animal imaging. We demonstrate this by showing sentinel lymph node imaging in small animals along with minimally invasive real-time needle guidance. A clinical ultrasound platform with access to raw channel data allows the integration of photoacoustic imaging leading to a handheld real-time clinical photoacoustic imaging system. Methylene blue was used for sentinel lymph node imaging at 675 nm wavelength. Additionally, needle guidance with dual modal ultrasound and photoacoustic imaging was shown using the imaging system. Depth imaging of up to 1.5 cm was demonstrated with a 10 Hz laser at a photoacoustic imaging frame rate of 5 frames per second.

A clinical handheld photoacoustic imaging system will be demonstrated for real-time non-invasive small animal imaging.

اليد التنظير السريرية نظام تصوير للوقت الحقيقي تصوير الحيوانات الصغيرة غير الغازية

Translation of photoacoustic imaging into the clinic is a major challenge. Handheld real-time clinical photoacoustic imaging systems are very rare. Here, ...