Preclinical Imaging and Spectroscopy in the NIR-II Window with Indocyanine Green (ICG) and Single-Walled Carbon Nanotubes
Notice bibliographique
Résumé
We developed a near-infrared small animal imaging system, IR VIVO, that provides real-time images, videos and spectral imaging in the NIR-I and shortwave infrared (SWIR or NIR-II) regions. We found that SWIR wavelengths can give optimal resolution for in vivo optical imaging of deep organs in mice up to 3 cm due to the low tissue autofluorescence, scattering and absorption of light at these wavelengths. We also showed how this higher penetration depth can enable the detection of small wavelength changes in the emission of carbon nanotube-based sensors implanted in vivo using a continuously tunable filter. First, we demonstrated superior image clarity and penetration depth at NIR-II wavelengths (1000-1700 nm) in vivo using an FDA approved dye, indocyanine green (ICG) in a mouse. We used 780 nm excitation, detection using a Zephir 1.7 InGaAs camera and 1250 nm long-pass emission filter. We found low tissue autofluorescence at 1250 nm. The ICG dye imaging resulted in superior visualization of microvasculature, perfusion, measurement of hearst rate, respiratory rate, hepatobiliary and intestinal contractions. Further anatomical and functional imaging was carried out by looking at the kinetics of ICG, resulting in the identification of different organs. Second, In vivo near-infrared hyperspectral imaging of carbon nanotubes was conducted using a continuously-tunable filter in the imager. A diffraction volume Bragg grating (VBG), was used to provide narrow-band wavelength selection. Coupled with a homogeneous global illumination, spectrally-defined images were acquired in the entire field of view. The result was a dataset containing both 2D spatial information and the full spectrum for each point in the image. We conducted near-infrared hyperspectral imaging of single-walled carbon nanotubes to measure small wavelength changes of the nanotubes implanted into live mice. Hyperspectral measurements of carbon nanotube sensors for lipids in the liver as well as implantable sensors for doxorubicin were conducted, facilitating liver disease monitoring and drug pharmacokinetics measurements. Finally, we believe wide-area NIR-II imaging and spectral/hyperspectral measurements have broad potential applications for the use of carbon nanotubes and other NIR-I/II materials in basic materials/biology, translational, and clinical work, including sensor arrays, point-of-care measurements, implants, whole small animal imaging and intraoperative/surgical imaging.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».