Dong Ik Cha;Min Woo Lee;Kyoung Doo Song;Seong Eun Ko;Hyunchul Rhim
Korean Journal of Radiology
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제23권2호
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pp.189-201
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2022
Objective: To compare the outcomes of radiofrequency ablation (RFA) using dual switching monopolar (DSM), switching bipolar (SB), and combined DSM + SB modes at two different interelectrode distances (25 and 20 mm) in an ex vivo study, which simulated ablation of a 2.5-cm virtual hepatic tumor. Materials and Methods: A total of 132 ablation zones were created (22 ablation zones for each protocol) using three separable clustered electrodes. The performances of the DSM, SB, and combined DSM + SB ablation modes were compared by evaluating the following parameters of the RFA zones at two interelectrode distances: shape (circularity), size (diameter and volume), peritumoral ablative margins, and percentages of the white zone at the midpoint of the two electrodes (ablative margin at midpoint, AMm) and in the electrode path (ablative margin at electrode path, AMe). Results: At both distances, circularity was the highest in the SB mode, followed by the DSM + SB mode, and was the lowest in the DSM mode. The circularity of the ablation zone showed a significant difference among the three energy groups (p < 0.001 and p = 0.002 for 25-mm and 20-mm, respectively). All size measurements, AMm, and AMe were the greatest in the DSM mode, followed by the DSM + SB mode, and the lowest were with the SB mode (all statistically significant). The white zone proportion in AMm and AMe were the greatest in the SB mode, followed by the DSM + SB mode and DSM in general. Conclusion: DSM and SB appear to be complementary in creating an ideal ablation zone. RFA with the SB mode can efficiently eradicate tumors and create a circular ablation zone, while DSM is required to create a sufficient ablative margin and a large ablation zone.
목적: 피부조직과 같은 미세 인체구조 연구를 위해 고해상도 3T MRI 시스템에 적합한 고분해능의 RF surface coil을 개발하고 있다. In vivo 연구를 위한 여러 parameter를 최적화하여 기능영상에도 부합된다. 비침습적인 In vivo 검사에 의한 세포수준의 극 미세구조의 연구가 가능해짐으로써 과거 시행하던 침습적인 생검없이 각종질환의 진단적 접근이 병리학적 수준으로 향상되어 질병의 정확한 진단이 가능해지게 될 것이다.
Optical imaging modalities with properties of real-time, non-invasive, in vivo, and high resolution for image-guided surgery have been widely studied. In this review, we introduce two optical imaging systems, that could be the core of image-guided surgery and introduce the system configuration, implementation, and operation methods. First, we introduce the optical coherence tomography (OCT) system implemented by our research group. This system is implemented based on a swept-source, and the system has an axial resolution of 11 ㎛ and a lateral resolution of 22 ㎛. Second, we introduce a fluorescence imaging system. The fluorescence imaging system was implemented based on the absorption and fluorescence wavelength of indocyanine green (ICG), with a light-emitting diode (LED) light source. To confirm the performance of the two imaging systems, human malignant melanoma cells were injected into BALB/c nude mice to create a xenograft model and using this, OCT images of cancer and pathological slide images were compared. In addition, in a mouse model, an intravenous injection of indocyanine green was used with a fluorescence imaging system to detect real-time images moving along blood vessels and to detect sentinel lymph nodes, which could be very important for cancer staging. Finally, polarization-sensitive OCT to find the boundaries of cancer in real-time and real-time image-guided surgery using a developed contrast agent and fluorescence imaging system were introduced.
Endovaginal and endorectal receiver only surface coil were designed for MR imaging(MRI) and $^1H$ MR spectroscopy(MRS) for the uterine cervix and the prostate. The shape of endovaginal coil wire was rectangular with round comer. The shape of endorectal coil wire was long elliptic shape during insertion and circular shape after insertion. Conventional spin echo and fast spin echo sequences were used as T1 and T2 weighted imaging sequences, respectively. 3D volume localized in vivo $^1H$ MR spectroscopy of the human cervix and prostate was performed using PRESS or STEAM localization method. Using home-built endvaginal and endorectal coils, excellent T1 and T2 images were obtained to visualize early cervical and prostate tumors. 3D volume localized in vivo $^1H$ MRS was useful to differentiate the cancerous tissue from the normal tissue.
Neurotransmitter imaging with radiopharmaceuticals plays major role for understanding of neurological and psychiatric disorders such as Parkinson's disease and depression. Radiopharmaceuticals for neurotransmitter imaging can be divided to dopamine transporter imaging radiopharmaceuticals and serotonin trnasporter imaging radiopharmaceuticals. Many kinds of new dopamine transporter imaging radiopharmcaeuticals has a tropane ring and they showed different biological properties according to the substituted functional group on tropane ring. After the first clinical trials with $[^{123}I]{\beta}-CIT$, alkyl chain substituent introduced to tropane ring amine to decrease time for imaging acquisition and to increase selectivity. From these results, $[^{123}I]PE2I$, [18F]FE-CNT, $[^{123}I]FP-CIT$ and $[^{18}F]FP-CIT$ were developed and they showed high uptake on the dopamine transporter rich regions and fast peak uptake equilibrium time within 4 hours after injection. $[^{11}C]McN$ 5652 was developed for serotonin trnasporter imaging but this compound showed slow kinetics and high background radioactivity. To overcome these problems, new diarylsulfide backbone derivatives such as ADAM, ODAM, AFM, and DASB were developed. In these candidates, $[^{11}C]AFM$ and $[^{11}C]DASB$ showed high binding affinity to serotonin transporter and fast in vivo kinetics. This paper gives an overview of current status on dopamine and serotonin transporter imaging radiopharmaceuitcals and the development of new lead compounds as potential radiopharmaceuticals by medicinal chemistry.
M-mode imaging of the in vivo murine myocardium using optical coherence tomography (OCT) is described. Application of conventional techniques (e.g. MRI, Ultrasound imaging) for imaging the murine myocardium is problematic because the wall thickness is less than 1.5 mm (20 g mouse), and the heart rate can be as high as six hundred beats per minute. To acquire a real-time image of the murine myocardium, OCT can provide sufficient spatial resolution ($10{\mu}m$) and imaging speed (1000 A-scans/s). Strong light scattering by blood in the heart causes significant light attenuation, which makes delineation of the endocardium-chamber boundary problematic. To measure the thickness change of the myocardium during one heart beat cycle, a myocardium edge detection algorithm is developed and demonstrated.
Molecular imaging is a rapidly growing field due to the advances in molecular biology and imaging technologies. With the introduction of imaging reporter genes into the cell, diverse cellular processes can be monitored, quantified and imaged non-invasively in vivo. These precesses include the gene expression, protein-protein interactions, signal transduction pathways, and monitoring of cells such as cancer cells, immune cells, and stem cells. In the near future, molecular imaging analysis will allow us to observe the incipience and progression of the disease. These will make us easier to give a diagnosis in the early stage of intractable diseases such as canter, neuro-degenerative disease, and immunological disorders. Additionally, molecular imaging method will be a valuable tool for the real-time evaluation of cells in molecular biology and the basic biological studies. As newer and more powerful molecular imaging tools become available, it will be necessary to corporate clinicians, molecular biologists and biochemists for the planning, interpretation, and application of these techniques to their fullest potential. in order for such a multidisciplinary team to be effective, it is essential that a common understanding of basic biochemical and molecular biologic techniques is achieved. Basic molecular techniques for molecular imaging methods are presented in this paper.
Oh, Jung-Taek;Li, Meng-Lin;Song, Kwang-Hyun;Xie, Xueyi;Stoica, George;Wang, Lihong V.
한국광학회:학술대회논문집
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한국광학회 2006년도 동계학술발표회 논문집
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pp.359-360
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2006
Functional photoacoustic tomography is a new non-invasive imaging modality, and it is emerging as a very practical method for imaging biological tissue structures by means of laser-induced ultrasound. Structures with high optical absorption, such as blood vessels, can be imaged with the spatial resolution of ultrasound, which is not limited by the strong light scattering in biological tissues. By varying wavelengths of the laser light and acquiring photoacoustic images, optical absorption spectrum of each image pixel is found. Since the biochemical constituents of tissues determine the spectrum, useful functional information like oxygen saturation ($SO_2$) and total haemoglobin concentration (HbT) can be extracted. In this study, as a proof-of-principle experiment, hypoxic brain tumor vasculature and traumatic brain injury (TBI) of small animal brain are imaged with functional photoacoustic tomography. High resolution brain vasculature images of oxygen saturation and total hemoglobin concentration are provided to visualize hypoxic tumor vasculature, and hemorrhage on the cortex surface by the TBI.
We introduce a rotating-gantry-based x-ray micro-tomography system to be used for small animal imaging studies. It has the zoom-in imaging capability for high resolution imaging of a local region inside the animal subject without any contrast anomalies arising from truncation of the projection data. With the sliding mechanism mounted on the rotating gantry holding the x-ray source and the x-ray detector, we can control the magnification ratio of the x-ray projection data. By combining the projection data from the large field of view (FOV) scan of the whole animal subject and the projection data from the small FOV scan of the region of interest, we can obtain artifact-free zoomed-in images of the region of interest. For the acquisition of x-ray projection data, we use a $1248{\times}1248$ flat-panel x-ray detector with the pixel pitch of 100 mm. It has been experimentally found that the developed system has the spatial resolution of up to 121p/mm when the highest magnification ratio of 5:1 is applied to the zoom-in imaging. We present some in vivo rat femur images to demonstrate utility of the developed system for small animal imaging.
Recently laser speckle contrast (LSC) imaging has become a widely used optical method for in vivo assessment of blood flow in the animal brain. LSC imaging is useful for monitoring brain hemodynamics with relatively high spatio-temporal resolution. A speckle contrast imaging system has been implemented with electrical sensory stimulation apparatus. LSC imaging is combined with optical intrinsic signal imaging in order to measure changes in cerebral blood flow as well as neural activity in response to electrical sensory stimulation applied to the hindlimb region of the mouse brain. We found that blood flow and oxygen consumption are correlated and both sides of hindlimb activation regions are symmetrically located. This apparatus could be used to monitor spatial or temporal responses of cerebral blood flow in animal disease models such as ischemic stroke or cortical spreading depression.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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