Questo lavoro è stato sostenuto dalla Juvenile Diabetes Research Foundation International (concedere 17-2008-1031) e il National Institutes of Health (borsa 1R01DK077903-01A1).

Introduzione: La quantificazione precisa di neuropatia periferica è importante definire i pazienti a rischio, anticipare il deterioramento, e valutare nuove terapie. I metodi convenzionali di valutare i deficit neurologici e elettrofisiologia e quantitativa test sensoriali quantifica le alterazioni funzionali a rilevare la neuropatia. Tuttavia, i primi danni sembra essere alle fibre piccolo ma questi test in primo luogo valutare la disfunzione grandi fibre e hanno una limitata capacità di dimostrare la rigenerazione e la riparazione. Le tecniche che permettono solo un esame diretto del danno amieliniche fibre nervose e di riparazione sono biopsia del nervo surale con il microscopio elettronico e la pelle-biopsia. Tuttavia, entrambi sono procedure invasive e richiedono lunghe procedure di laboratorio e di una notevole esperienza. Microscopia corneale confocale è una tecnica non invasiva clinico che fornisce in vivo immagini di fibre nervose corneali. HRT-III Modulo Rostock Cornea (RCM) Manuale di funzionamento 1. Preparazione della fotocamera Il primo passo in esame con HRT è la preparazione della punta della lente obiettiva. <ol><li> Prima il tubo obiettivo della macchina fotografica laser a scansione, impostare la rifrazione a +12 diottrie e quindi regolare la telecamera nella posizione più bassa. </li><li> Applicare una grande omogenea, bolla libero, goccia dentifricio, di Viscotears sulla punta lente. </li><li> Rimuovere un TomoCap dal suo contenitore sterile e montarlo sulla punta lenti in modo che il gel forma un menisco tra le lenti dell&#39;obiettivo e il tappo. Spingere il più lontano possibile, oltre al titolare. Fare attenzione a non toccare la superficie anteriore del TomoCap durante il montaggio. <img src="/files/ftp_upload/2194/2194fig1.jpg" alt="Figura 1" /> Figura 1. Preparazione della punta lente dell&#39;obiettivo (in alto) applicando viscotear gel (in basso) Applicazione del TomoCap. </li><li> Spostare la telecamera laser a scansione il più indietro possibile, sul monte fotocamera. </li><li> La superficie interna ed esterna del TomoCap entrambi appaiono come un riflesso laser luminoso. La rotella di regolazione focale aereo deve essere regolato fino a un riflesso luminoso è osservato, indicando che l&#39;obiettivo è focalizzato nella parte anteriore del coperchio. Il valore di profondità visualizzato sul display posizione opportuno concentrarsi ora tra -150 micron e 150 micron. </li><li> Ripristina l&#39;impostazione della profondità a zero. <img src="/files/ftp_upload/2194/2194fig2.jpg" alt="Figura 2" /> Figura 2. Regolazione del piano focale. </li></ol> 2. Preparazione del paziente Gli occhi del soggetto sono anestetizzati con un calo del 0,4% cloridrato benoxinate, e Viscotears è utilizzato sulla parte anteriore dell&#39;occhio per la lubrificazione. Il soggetto è seduto comodamente, con il mento sulla mentoniera e ha chiesto di premere il fronte con fermezza contro il bar fronte. <img src="/files/ftp_upload/2194/2194fig3.jpg" alt="Figura 3" /> Figura 3. Preparazione del paziente 3. Allineamento della Camera Rende l&#39;esame più facile se si istruire il paziente a fissare la luce fissazione esterna con l&#39;occhio non è in corso di esame. Le dimensioni compatte della testa microscopio significa che l&#39;occhio controlaterale del soggetto non è oscurata, consentendo l&#39;uso di obiettivi a distanza. <img src="/files/ftp_upload/2194/2194fig4.jpg" alt="Figura 4" /> Figura 4. Lente Obiettivo del modulo corneale. <ol><li> Posizionare la fotocamera CCD tale che il suo asse ottico è perpendicolare all&#39;asse ottico della camera di scansione laser. La fotocamera dovrebbe essere sul lato destro del paziente quando l&#39;imaging l&#39;occhio destro e viceversa. In questa posizione, si dovrebbe vedere la superficie anteriore del TomoCap al centro dell&#39;immagine camera CCD dal vivo. </li><li> Spostare la telecamera a scansione laser verso il paziente fino cornea del paziente si trova ad una distanza di circa 5 a 10 mm dal TomoCap, quindi spostare la telecamera scansione laser su / giù e sinistra / destra con le manopole nere sul monte fotocamera fino a quando il TomoCap è posizionato al centro della cornea del paziente. In questa fase è possibile verificare che la luce laser rosso si trova nel centro della cornea e per la regolazione fine, osservare il riflesso del raggio laser dalla cornea, che è visibile nell&#39;immagine camera CCD. Questa riflessione deve avvenire esattamente al polo anteriore della cornea. <img src="/files/ftp_upload/2194/2194fig5.jpg" alt="Figura 5" /> Figura 5. Allineamento del fascio laser sul polo anteriore della cornea per catturare immagini corneale centrale. </li><li> Chiedere al paziente di aprire gli occhi suoi / sue più ampio possibile. Spostare la telecamera scansione laser lentamente in avanti verso il paziente fino a quando i contatti TomoCap cornea del paziente. Se è necessarioper correggere la posizione della telecamera di scansione laser, quindi spostare la telecamera dal primo paziente, fare la correzione, poi andare avanti di nuovo a contatto con la cornea. <img src="/files/ftp_upload/2194/2194fig6.jpg" alt="Figura 6" /> Figura 6. Dimostrazione del ponte gel sottile tra la TomoCap e la cornea. </li><li> Minimo contatto tra la fotocamera e la cornea è sufficiente. In una regolazione ottimale, un ponte sottile tra il gel TomoCap e la cornea è visibile l&#39;immagine della telecamera CCD dal vivo. </li></ol> Se si preme il TomoCap o spostare la cornea troppo vicino alla fotocamera poi si vedrà pressione sulla cornea con un aspetto appiattito nella cornea attraverso l&#39;immagine della telecamera CCD dal vivo. Anche nelle immagini ottenute una linea che mostra la pressione appare, pertanto, non applicare troppa pressione alla cornea. Una volta che il contatto è stato stabilito, non spostare la posizione del headrestto evitare di scivolare la cornea sul TomoCap. <img src="/files/ftp_upload/2194/2194fig7.jpg" alt="Figura 7" /> Figura 7 (a sinistra) aspetto di un straie a causa di applicazione di una pressione eccessiva sulla cornea dalla TomoCap;. (A destra) Un&#39;immagine con aspetto normale, senza eccesso di pressione. 4. Esaminando il paziente Dopo il campo di vista è stato selezionato, la HRT III fotocamera laser è acceso e la finestra di acquisizione immagine viene visualizzata sullo schermo. Utilizzare l&#39;immagine CCD per posizionare il TomoCap e la luce laser sulla cornea del paziente. Esame con la modalità selezionata può quindi essere avviato. <img src="/files/ftp_upload/2194/2194fig8.jpg" alt="Figura 8" /> Figura 8. Modalità di visualizzazione sul monitor durante l&#39;acquisizione di immagini. La modalità di acquisizione Nella modalità di sezione, una singola immagine viene acquisita e memorizzati ogni volta che si preme il pedale. Noi utilizziamo questa modalità per catturare le immagini dallo strato corneo tutto compreso strato di Bowman nel centro della cornea. E poi, dopo aver catturato un numero sufficiente di immagini, si possono provare le altre modalità tra cui la sequenza e il volume. <img src="/files/ftp_upload/2194/2194fig9.jpg" alt="Figura 9" /> Figura 9. Display con scelta di diverse modalità di acquisizione delle immagini. Con la scansione di sequenza, si può acquisire una sequenza fino a 100 immagini con un frame rate regolabile. È possibile scegliere un frame rate tra i 30 frame e 1 frame al secondo (fps) e sulla base di questa modalità permette di acquisire un film con una durata da 3 a 100 secondi. In modalità di scansione del volume, la fotocamera acquisisce automaticamente una serie di 40 immagini consecutive a piani focali. Una profondità totale di 85 micron possono essere acquisiti con il &quot;FOV 400 micron&quot; lente di campo e la distanza focale tra due immagini consecutive saranno circa 2,1 micron. Dopo un paio di scansioni il piano di messa a fuoco dell&#39;obiettivo può essere modificata per misurare la profondità di uno strato di cellule della cornea rispetto alla superficie della cornea portando lo strato delle cellule epiteliali a fuoco e quindi facendo clic sul pulsante Ripristina per impostare il valore della profondità a 0. Ai fini del presente studio, si ottengono immagini dalla cornea centrale a diverse profondità. Perciò non muovere la telecamera a scansione laser attorno alla cornea orizzontalmente o verticalmente, dobbiamo solo spostare avanti e indietro e catturare le immagini da tutte le profondità dello strato di Bowman nello stesso punto della cornea. La distanza tra ogni immagine è di circa 1 micron, quindi se la profondità del Bowman è di 10 micron, avremo 10 immagini. Tuttavia per l&#39;analisi finale, selezioniamo le immagini con una distanza di circa 2-3 micron tra di loro. Dopo l&#39;esame è completa spegnere la fotocamera premendo il pulsante di alimentazione della fotocamera nella finestra di acquisizione. Rendere il paziente consapevole che lui o lei non deve strofinare gli occhi la sua fino a quando l&#39;anestesia locale ha portato fuori. Per precauzione, si consiglia di eseguire un esame lampada a fessura della cornea del paziente dopo l&#39;esame. Rimuovere il TomoCap dalla fotocamera e smaltire e poi pulire la lente del microscopio con un bastoncino di cotone inumidito con acqua distillata. 5. Analisi di un esame a. Selezione del frame Per rivedere ed analizzare gli esami esistenti, la cartella clinica appropriata (s) deve essere selezionata nella finestra del database. La finestra di visualizzazione delle immagini offre una panoramica degli esami cornea esistenti per il paziente selezionato. Esami eseguiti in giorni diversi sono memorizzati in schede differenti visite. I tre tipi diversi di scansione sono rappresentate da tre icone differenti nella scheda cornea visita HRT III della finestra di visualizzazione dell&#39;immagine della Heidelberg Eye Explorer. Per controllare l&#39;immagine della cornea, fare doppio clic sull&#39;icona desiderata immagine e la funzione &quot;Visualizza&quot; si apre la seguente finestra: <img src="/files/ftp_upload/2194/2194fig10.jpg" alt="Figura 10" /> Figura 10. Visualizzazione di tutte le immagini acquisite dopo l&#39;esame. <img src="/files/ftp_upload/2194/2194fig11.jpg" alt="Figura 11" /> Figura 11. Visualizzazione di immagini selezionate prima dell&#39;esportazione con telecamera CCD dell&#39;occhio per mostrare il corretto allineamento. Per esportare le immagini appropriate per ulteriori analisi, fare clic su &quot;Esporta&quot; nella barra degli strumenti e quindi selezionare la cartella che si desidera salvare le immagini. Otteniamo e catturare le immagini da tutti gli strati della cornea per ogni paziente, ma come l&#39;obiettivo principale di questa ricerca è sullo strato di Bowman e dei nervi corneali, solo le immagini di questo strato saranno analizzati. Selezioniamo 5-6 fotogrammi da strato di Bowman per ogni soggetto a diverse profondità della cornea. <img src="/files/ftp_upload/2194/2194fig12.jpg" alt="Figura 12" /> Figura 12. Visualizzazione di tutti gli strati corneali da un soggetto sano. In media 5-6 fotogrammi da strato di Bowman nel centro della cornea a diverse profondità sono selezionati in modo casuale per misure quantitative e di analisi. b. Analizzando le immagini Per analizzare le immagini catturate dallo strato di Bowman della cornea centrale con HRT III, utilizziamo software specializzato che è stato sviluppato all&#39;interno del nostro gruppo chiamato &quot;CCM Image Analysis Tools v 0.6&quot;. Quattro i principali parametri per i nervi corneali sono misurati con questo software: <ul><li> Densità delle fibre nervose (NFD) che è definita come il numero di nervi principali / telaio. </li><li> Nervo ramo densità (NBD) il numero degli sportelli principali / telaio. </li><li> Lunghezza delle fibre nervose (NFL), che è la lunghezza totale di tutti i nervi / frame. </li><li> Tortuosità delle fibre nervose (NFT) dei principali nervi / telaio. </li></ul> Per aprire l&#39;immagine CCM, passare al file&gt; aperto. <ul><li> Una volta che l&#39;immagine viene caricata, le sue dimensioni e il tipo viene visualizzato nella finestra Informazioni immagine in alto a sinistra mano-lato del pannello di controllo. </li><li> La scala di default viene visualizzato nella riga di modifica delle informazioni immagine. Se la scala è diversa, modificare il numero nella riga di modifica. </li><li> Per iniziare l&#39;analisi dell&#39;immagine, selezionare il parametro che si vuole misurare dal Box metriche in alto a destra del pannello di controllo. </li><li> Nella finestra di risultato in fondo alla pagina il numero di NFD, NBD è presentata in numero effettivo, NFL in mm e tortuosità come un coefficiente Tortuosity (TC). </li><li> Tuttavia dopo l&#39;esportazione i risultati in un foglio excel, i risultati saranno presentati in nessun / mm 2 per NFD e NBD e mm / mm 2 per la NFL. </li><li> A tale scopo dopo aver terminato le misurazioni cliccare su misurazioni Aggiungi, poi andare su File&gt; Salva con nome e quindi aprire i risultati salvati con Excel. </li></ul><img src="/files/ftp_upload/2194/2194fig13.jpg" alt="Figura 13" /> Figura 13. Visualizzazione di immagini nervose corneali con l&#39;analisi in strumento di analisi l&#39;utilizzo di &quot;Image Tool CCM Analysis&quot;. 6. Rappresentante dei risultati: Abbiamo dimostrato un progressivo aumento nella degenerazione dei nervi corneali con gravità crescente della neuropatia diabetica 1 e danni al sistema nervoso nelle prime diabete che precede la perdita di fibre nervose intraepidermiche nelle biopsie cutanee 2 assieme ad stratificazione di gravità neuropatico e riparazione di pancreas trapianto 3 in pazienti diabetici. Abbiamo anche dimostrato danni al sistema nervoso in idiopatica neuropatia delle piccole fibre malattia di Fabry 4 e 5. <img src="/files/ftp_upload/2194/2194fig14.jpg" alt="Figura 14" /> Figura 14. Corneale immagini di microscopia confocale con HRT III strato della cornea Bowman (a) soggetti di controllo rispetto a (b) Paziente con neuropatia e gravi danni ai nervi.

<ol>
	<li>Abbott, C. A., Kallinikos, P., Marshall, A., Finnigan, J., Morgan, P., Efron, N., Boulton, A. J. M., Malik, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Corneal+Confocal+Microscopy:+A+Novel+Non-invasive+Test+to+Diagnose+and+Assess+Progression+of+Human+Diabetic+Neuropathy.">Corneal Confocal Microscopy: A Novel Non-invasive Test to Diagnose and Assess Progression of Human Diabetic Neuropathy.</a> Diabetes Care. 33, 1792-1797 (2010).</li><li>Quattrini, C., Tavakoli, M., Jeziorska, M., Kallinikos, P., Tesfaye, S., Marshall, A., Finnigan, J., Boulton, A. J. M., Efron, N., Malik, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Surrogate+Markers+of+Small+Fiber+Damage+in+Human+Diabetic+Neuropathy.">Surrogate Markers of Small Fiber Damage in Human Diabetic Neuropathy.</a> Diabetes. 56, 2148-2154 (2007).</li><li>Mehra, S., Tavakoli, M., Efron, N., Boulton, A. J. M., Augustine, T., Malik, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Corneal+Confocal+Microscopy+Detects+Early+Nerve+Regeneration+After+Pancreas+Transplantation+in+Patients+with+Type+1+Diabetes.">Corneal Confocal Microscopy Detects Early Nerve Regeneration After Pancreas Transplantation in Patients with Type 1 Diabetes.</a> Diabetes Care. 30, 2608-2612 (2007).</li><li>Tavakoli, M., Marshall, A., Pitceathly, R., Fadavi, H., Gow, D., Roberts, M. E., Efron, N., Boulton, A. J. M., Malik, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Corneal+confocal+microscopy:+A+novel+means+to+detect+nerve+fibre+damage+in+patients+with+impaired+glucose+tolerance+and+idiopathic+small+fibre+neuropathy.">Corneal confocal microscopy: A novel means to detect nerve fibre damage in patients with impaired glucose tolerance and idiopathic small fibre neuropathy.</a> Experimental Neurology. 223, 245-250 (2010).</li><li>Tavakoli, M., Marshall, A., Thompson, L., Kenny, M., Waldek, S., Efron, N., Malik, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Corneal+confocal+microscopy:+A+novel+technique+to+detect+small-fibre+neuropathy+in+patients+with+Fabry+disease.">Corneal confocal microscopy: A novel technique to detect small-fibre neuropathy in patients with Fabry disease.</a> Muscle &#38; Nerve. 40, 976-984 (2009).</li></ol>

Figure 4 - 6: Per gentile concessione di Heidelberg Ingegneria

Microscopia corneale confocale (CCM) è una tecnica non invasiva clinici che possono essere utilizzati per rilevare i danni primi nervi e quantificare piccole fibre patologia in neuropatie periferiche tra cui il diabete, malattia di Fabry e idiopatica neuropatie delle piccole fibre (ISFN). L&#39;impatto immediato clinico di questa tecnica rappresenta un enorme passo in avanti in termini di capacità di diagnosticare, seguire la progressione e valutare la risposta terapeutica nei pazienti con neuropatia diabetica e di altre neuropatie periferiche e avrà un impatto immediato sugli esiti dei pazienti.

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		<th>Material Name</th>
		<th>Type</th>
		<th>Company</th>
		<th>Catalogue Number</th>
		<th>Comment</th>
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<tr>
<td>HRT III CCM Machine - The Rostock Cornea Module</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<td> Heidelberg Engineering</td>
</tr>
<tr>
<td>CCM image analysis software v0.6 </td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>University of Manchester</td>
</tr>		</tbody>
		</table>
		</div>

corneal confocal microscopy: a novel non-invasive technique to quantify small fibre pathology in peripheral neuropathies

La quantificazione precisa di neuropatia periferica è importante definire i pazienti a rischio, anticipare il deterioramento, e valutare nuove terapie. I metodi convenzionali di valutare i deficit neurologici e elettrofisiologia e quantitativa test sensoriali quantifica le alterazioni funzionali a rilevare la neuropatia. Tuttavia, i primi danni sembra essere alle fibre piccolo ma questi test in primo luogo valutare la disfunzione grandi fibre e hanno una limitata capacità di dimostrare la rigenerazione e la riparazione. Le tecniche che permettono solo un esame diretto del danno amieliniche fibre nervose e di riparazione sono biopsia del nervo surale con il microscopio elettronico e la pelle-biopsia. Tuttavia, entrambi sono procedure invasive e richiedono lunghe procedure di laboratorio e di una notevole esperienza. Microscopia corneale confocale è una tecnica non invasiva clinico che fornisce in vivo immagini di fibre nervose corneali. Abbiamo dimostrato danno precoce del nervo, che precede la perdita di fibre nervose intraepidermiche nelle biopsie cutanee con stratificazione di gravità neuropatico e del trapianto di pancreas riparazione seguito nei pazienti diabetici. Abbiamo anche dimostrato danni al sistema nervoso in idiopatica neuropatia delle piccole fibre e la malattia di Fabry.

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Corneal Confocal Microscopy: A Novel Non-invasive Technique to Quantify Small Fibre Pathology in Peripheral Neuropathies

Microscopia corneale confocale è una tecnica non invasiva clinici che possono essere utilizzati per quantificare i danni delle fibre C di diagnosticare e stratificare i pazienti con l&#39;aumentare della gravità neuropatico.

Microscopia corneale confocale: A Novel tecnica non invasiva per quantificare Piccole Fibre Patologia neuropatie periferiche

The accurate quantification of peripheral neuropathy is important to define at risk patients, anticipate deterioration, and assess new therapies. ...

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Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Medicine

26.4K Views.  University of Manchester. Microscopia corneale confocale è una tecnica non invasiva clinici che possono essere utilizzati per quantificare i danni delle fibre C di diagnosticare e stratificare i pazienti con l'aumentare della gravità neuropatico.

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An in vivo Rodent Model of Contraction-induced Injury and Non-invasive Monitoring of Recovery

Muscle strains are one of the most common complaints treated by physicians. A muscle injury is typically diagnosed from the patient history and physical exam alone, however the clinical presentation can vary greatly depending on the extent of injury, the patient's pain tolerance, etc. In patients with muscle injury or muscle disease, assessment of muscle damage is typically limited to clinical signs, such as tenderness, strength, range of motion, and more recently, imaging studies. Biological markers, such as serum creatine kinase levels, are typically elevated with muscle injury, but their levels do not always correlate with the loss of force production. This is even true of histological findings from animals, which provide a "direct measure" of damage, but do not account for all the loss of function. Some have argued that the most comprehensive measure of the overall health of the muscle in contractile force. Because muscle injury is a random event that occurs under a variety of biomechanical conditions, it is difficult to study. Here, we describe an in vivo animal model to measure torque and to produce a reliable muscle injury. We also describe our model for measurement of force from an isolated muscle in situ. Furthermore, we describe our small animal MRI procedure.

An in vivo Rodent Model of Contraction-induced Injury and Non-invasive Monitoring of Recovery

An in vivo animal model of injury is described. The method takes advantage of the subcutaneous position of the fibular nerve. Velocity, timing of muscle activation, and arc of motion are all pre-determined and synchronized using commercial software. Post injury changes are monitored in vivo using MR imaging/spectroscopy.

Un In vivo Modello di roditore della contrazione indotta Lesioni e monitoraggio non invasivo di recupero

Muscle strains are one of the most  common complaints treated by physicians. A muscle injury is typically diagnosed from the patient history and  physical ...

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Medicina

Non-invasive Optical Measurement of Cerebral Metabolism and Hemodynamics in Infants

Perinatal brain injury remains a significant cause of infant mortality and morbidity, but there is not yet an effective bedside tool that can accurately screen for brain injury, monitor injury evolution, or assess response to therapy. The energy used by neurons is derived largely from tissue oxidative metabolism, and neural hyperactivity and cell death are reflected by corresponding changes in cerebral oxygen metabolism (CMRO2). Thus, measures of CMRO2 are reflective of neuronal viability and provide critical diagnostic information, making CMRO2 an ideal target for bedside measurement of brain health.
Brain-imaging techniques such as positron emission tomography (PET) and single-photon emission computed tomography (SPECT) yield measures of cerebral glucose and oxygen metabolism, but these techniques require the administration of radionucleotides, so they are used in only the most acute cases.
Continuous-wave near-infrared spectroscopy (CWNIRS) provides non-invasive and non-ionizing radiation measures of hemoglobin oxygen saturation (SO2) as a surrogate for cerebral oxygen consumption. However, SO2 is less than ideal as a surrogate for cerebral oxygen metabolism as it is influenced by both oxygen delivery and consumption. Furthermore, measurements of SO2 are not sensitive enough to detect brain injury hours after the insult 1,2, because oxygen consumption and delivery reach equilibrium after acute transients 3. We investigated the possibility of using more sophisticated NIRS optical methods to quantify cerebral oxygen metabolism at the bedside in healthy and brain-injured newborns. More specifically, we combined the frequency-domain NIRS (FDNIRS) measure of SO2 with the diffuse correlation spectroscopy (DCS) measure of blood flow index (CBFi) to yield an index of CMRO2 (CMRO2i) 4,5.
With the combined FDNIRS/DCS system we are able to quantify cerebral metabolism and hemodynamics. This represents an improvement over CWNIRS for detecting brain health, brain development, and response to therapy in neonates. Moreover, this method adheres to all neonatal intensive care unit (NICU) policies on infection control and institutional policies on laser safety. Future work will seek to integrate the two instruments to reduce acquisition time at the bedside and to implement real-time feedback on data quality to reduce the rate of data rejection.

We combined frequency-domain near-infrared spectroscopy measures of cerebral hemoglobin oxygenation with diffuse correlation spectroscopy measures of cerebral blood flow index to estimate an index of oxygen metabolism. We tested the utility of this measure as a bedside screening tool to evaluate the health and development of the newborn brain.

Non invasiva di misurazione ottica del metabolismo cerebrale ed emodinamica nei neonati

Perinatal brain injury remains a significant cause of infant mortality  and morbidity, but there is not yet an effective bedside tool that can  accurately ...

Non-invasive Assessment of Microvascular and Endothelial Function

The authors have utilized capillaroscopy and forearm blood flow techniques to investigate the role of microvascular dysfunction in pathogenesis of cardiovascular disease. Capillaroscopy is a non-invasive, relatively inexpensive methodology for directly visualizing the microcirculation. Percent capillary recruitment is assessed by dividing the increase in capillary density induced by postocclusive reactive hyperemia (postocclusive reactive hyperemia capillary density minus baseline capillary density), by the maximal capillary density (observed during passive venous occlusion). Percent perfused capillaries represents the proportion of all capillaries present that are perfused (functionally active), and is calculated by dividing postocclusive reactive hyperemia capillary density by the maximal capillary density. Both percent capillary recruitment and percent perfused capillaries reflect the number of functional capillaries. The forearm blood flow (FBF) technique provides accepted non-invasive measures of endothelial function: The ratio FBFmax/FBFbase is computed as an estimate of vasodilation, by dividing the mean of the four FBFmax values by the mean of the four FBFbase values. Forearm vascular resistance at maximal vasodilation (FVRmax) is calculated as the mean arterial pressure (MAP) divided by FBFmax. Both the capillaroscopy and forearm techniques are readily acceptable to patients and can be learned quickly.
The microvascular and endothelial function measures obtained using the methodologies described in this paper may have future utility in clinical patient cardiovascular risk-reduction strategies. As we have published reports demonstrating that microvascular and endothelial dysfunction are found in initial stages of hypertension including prehypertension, microvascular and endothelial function measures may eventually aid in early identification, risk-stratification and prevention of end-stage vascular pathology, with its potentially fatal consequences.

Capillaroscopy is a non-invasive, relatively inexpensive methodology for directly visualizing the microcirculation. The forearm blood flow technique provides accepted non-invasive measures of endothelial function.

La valutazione non invasiva della funzione endoteliale e microvascolare

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Murine Model for Non-invasive Imaging to Detect and Monitor Ovarian Cancer Recurrence

Epithelial ovarian cancer is the most lethal gynecologic malignancy in the United States. Although patients initially respond to the current standard of care consisting of surgical debulking and combination chemotherapy consisting of platinum and taxane compounds, almost 90% of patients recur within a few years. In these patients the development of chemoresistant disease limits the efficacy of currently available chemotherapy agents and therefore contributes to the high mortality. To discover novel therapy options that can target recurrent disease, appropriate animal models that closely mimic the clinical profile of patients with recurrent ovarian cancer are required. The challenge in monitoring intra-peritoneal (i.p.) disease limits the use of i.p. models and thus most xenografts are established subcutaneously. We have developed a sensitive optical imaging platform that allows the detection and anatomical location of i.p. tumor mass. The platform includes the use of optical reporters that extend from the visible light range to near infrared, which in combination with 2-dimensional X-ray co-registration can provide anatomical location of molecular signals. Detection is significantly improved by the use of a rotation system that drives the animal to multiple angular positions for 360 degree imaging, allowing the identification of tumors that are not visible in single orientation. This platform provides a unique model to non-invasively monitor tumor growth and evaluate the efficacy of new therapies for the prevention or treatment of recurrent ovarian cancer.

We describe a non-invasive animal imaging platform that allows the detection, quantification, and monitoring of ovarian cancer growth and recurrence. This intra-peritoneal xenograft model mimics the clinical profile of patients with ovarian cancer.

Modello murino per l&#39;imaging non invasivo per rilevare e monitorare Ovarian Cancer Ricorrenza

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A Methodological Approach to Non-invasive Assessments of Vascular Function and Morphology

The endothelium is the innermost lining of the vasculature and is involved in the maintenance of vascular homeostasis. Damage to the endothelium may predispose the vessel to atherosclerosis and increase the risk for cardiovascular disease. Assessments of peripheral endothelial function are good indicators of early abnormalities in the vascular wall and correlate well with assessments of coronary endothelial function. The present manuscript details the important methodological steps necessary for the assessment of microvascular endothelial function using laser Doppler imaging with iontophoresis, large vessel endothelial function using flow-mediated dilatation, and carotid atherosclerosis using carotid artery ultrasound. A discussion on the methodological considerations for each of the techniques is also presented, and recommendations are made for future research.

The present article describes the methodological considerations for several non-invasive assessments of vascular function and morphology that are commonly used in medical research to assess different stages of atherosclerosis.

Un approccio metodologico alle valutazioni non invasive di funzione vascolare e morfologia

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Using a Laminating Technique to Perform Confocal Microscopy of the Human Sclera

The sclera is a dense connective tissue that covers and protects the eye. It mainly consists of dense collagen bundles (types I, III, IV, V, VI, and VII). Due to its autofluorescence, opaqueness, and thickness, it has not been found suitable for confocal microscopy. An alternative approach to the one presented here, which uses formalin-fixed sclera embedded in paraffin for immunohistochemistry, has technical challenges, especially when preheating the tissue for antigen retrieval. Since the sclera is relatively poor in both cells and vessels, the use of larger tissue samples was explored to help prevent overlooking cells and to understand their localization in relation to vessels and other anatomical sites. To allow for the analysis of larger tissue samples under the confocal microscope, a laminating technique was performed to create thin layers from the sclera. Following the analysis of results of CD31 blood vessels and lymphatic vessel endothelial hyaluronan receptor 1 (LYVE1) positive cells, for which approval for scientific examination was obtained, the advantages and limitations of this method are discussed.

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Utilizzando una tecnica di laminazione per l&#39;esecuzione di Microscopia confocale della sclera umana


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A Detailed Protocol for Perspiration Monitoring Using a Novel, Small, Wireless Device

Perspiration monitoring can be utilized for the detection of certain diseases, such as thermoregulation and mental disorders, particularly when the patients are unaware of such disorders or are having difficulty expressing their symptoms. Until now, several devices for perspiration monitoring have been developed; however, such devices tend to have a relatively large exterior, considerable power consumption, and/or less sensitivity.
Recently, we developed a small, wireless device for perspiration monitoring. The device consists of a temperature/relative humidity (T/RH) sensor, battery-driven small data logger, and silica gel as a desiccant in a small cylindrical exterior. The T/RH sensor is placed between the detection windows (through which the water vapor from the skin enters) and the silica gel. The underlying principle of the perspiration monitoring device is based on Fick&#39;s law of diffusion, which means that water vapor flux from the skin to the silica gel (i.e.&#160;transepidermal water loss and perspiration) can be captured by change in humidity at the T/RH sensor. In addition, a baseline subtraction method was adopted to distinguish perspiration and transepidermal water loss.
As shown in the previous report, the developed device can monitor the perspiration at any sites of the body in an easy, wireless manner. However, detailed methods of how to use the device have not been disclosed yet. In this article, therefore, we would like to show the point-by-point tutorials of how to use the device for perspiration monitoring, by showing the sympathetic activity test with the sympathetic skin response monitoring as an example.

Recently, we developed a small wireless device for perspiration monitoring. In this article, we present detailed protocols on how to use the device for perspiration monitoring with an example of the sympathetic activity test.

Un protocollo dettagliato per la sudorazione monitoraggio Utilizzando un romanzo, Piccolo, dispositivo wireless

Perspiration monitoring can be utilized for the detection of certain diseases, such as thermoregulation and mental disorders, particularly when the ...

Second Harmonic Generation Signals in Rabbit Sclera As a Tool for Evaluation of Therapeutic Tissue Cross-linking (TXL) for Myopia

Methods to strengthen tissue by introducing chemical bonds (non-enzymatic cross-linking) into structural proteins (fibrillar collagens) for therapy include photochemical cross-linking and tissue cross-linking (TXL) methods. Such methods for inducing mechanical tissue property changes are being employed to the cornea in corneal thinning (mechanically weakened) disorders such as keratoconus as well as the sclera in progressive myopia, where thinning and weakening of the posterior sclera occurs and likely contributes to axial elongation. The primary target proteins for such tissue strengthening are fibrillar collagens which constitute the great majority of dry weight proteins in the cornea and sclera. Fortuitously, fibrillar collagens are the main source of second harmonic generation signals in the tissue extracellular space. Therefore, modifications of the collagen proteins, such as those induced through cross-linking therapies, could potentially be detected and quantitated through the use of second harmonic generation microscopy (SHGM). Monitoring SHGM signals through the use of a laser scanning microscopy system coupled with an infrared excitation light source is an exciting modern imaging method that is enjoying widespread usage in the biomedical sciences. Thus, the present study was undertaken in order to evaluate the use of SHGM microscopy as a means to measure induced cross-linking effects in ex vivo rabbit sclera, following an injection of a chemical cross-linking agent into the sub-Tenon&#39;s space (sT), an injection approach that is standard practice for causing ocular anesthesia during ophthalmologic clinical procedures. The chemical cross-linking agent, sodium hydroxymethylglycinate (SMG), is from a class of cosmetic preservatives known as formaldehyde releasing agents (FARs). Scleral changes following reaction with SMG resulted in increases in SHG signals and correlated with shifts in thermal denaturation temperature, a standard method for evaluating induced tissue cross-linking effects.

Second Harmonic Generation Signals in Rabbit Sclera As a Tool for Evaluation of Therapeutic Tissue Cross-linking TXL for Myopia

This protocol describes techniques for evaluating chemical cross-linking of the rabbit sclera using&#160;second harmonic generation imaging and differential scanning calorimetry.

Seconda generazione di armoniche segnali coniglio sclera come strumento per la valutazione del tessuto terapeutico reticolazione (TXL) per la miopia

Methods to strengthen tissue by introducing chemical bonds (non-enzymatic cross-linking) into structural proteins (fibrillar collagens) for therapy ...

Non-invasive Assessment of Dorsiflexor Muscle Function in Mice

Assessment of skeletal muscle contractile function is an important measurement for both clinical and research purposes. Numerous conditions can negatively affect skeletal muscle. This can result in a loss of muscle mass (atrophy) and/or loss of muscle quality (reduced force per unit of muscle mass), both of which are prevalent in chronic disease, muscle-specific disease, immobilization, and aging (sarcopenia). Skeletal muscle function in animals can be evaluated by a range of different tests. All tests have limitations related to the physiological testing environment, and the selection of a specific test often depends on the nature of the experiments. Here, we describe an in vivo, non-invasive technique involving a helpful and easy assessment of force frequency-curve (FFC) in mice that can be performed on the same animal over time. This permits monitoring of disease progression and/or efficacy&#160;of a potential therapeutic treatment.

Measurement of rodent skeletal muscle contractile function is a useful tool that can be used to track disease progression as well as efficacy of therapeutic intervention. We describe here the non-invasive, in vivo assessment of the dorsiflexor muscles that can be repeated over time in the same mouse.

Valutazione non invasiva della funzione Dorsiflexor muscolare nei topi

Assessment of skeletal muscle contractile function is an important measurement for both clinical and research purposes. Numerous conditions can negatively ...

A Novel Non-invasive Method for the Detection of Elevated Intra-compartmental Pressures of the Leg

Acute Compartment Syndrome is a devastating consequence of musculoskeletal trauma. Currently the diagnosis is based on clinical signs and symptoms, and while adjuncts such as invasive intra-compartmental pressure measurements are often used to corroborate the physical exam findings, there remains no reliable objective test to aid in the decision to perform a decompressive fasciotomy. In a cadaver model of compartment syndrome, an ultrasound (US) based method has been shown to be a reliable measurement of increased intra-compartmental pressure. An absolute pressure of &#62;100 mbar or a difference of 50 mbar in the CFFP between the legs can be considered pathologic. Using an ultrasound transducer, coupled with a pressure sensor, the pressure needed to flatten the superficial fascia of the anterior compartment of lower legs (Compartment Fascia Flattening Pressure [CFFP]) can be measured. The CFFP of the injured leg is compared to the CFFP of the uninjured leg. This US measured index can then serve as an adjunct to the physical exam in evaluating injured lower extremities and assessing the need for decompressive fasciotomy. The advantages of this protocol include: being a non-invasive method and an easily reproducible technique.

An ultrasound probe coupled with a pressure sensor is used to assess the intra-compartmental pressure of the leg by directly measuring the compartment fascia flattening pressure (CFFP). This non-invasive protocol will provide reliable assessment of the pressure inside the anterior muscular compartment of the lower leg.

Un nuovo metodo non invasivo per la rilevazione di elevate pressioni intra-compartimentali della gamba

Acute Compartment Syndrome is a devastating consequence of musculoskeletal trauma. Currently the diagnosis is based on clinical signs and symptoms, and ...