Abstract

We demonstrate the subsurface imaging of an articular cartilage using Fourier-domain common-path optical coherence tomography. The bare fiber probe integrated with a hypodermic needle provides the rigidness required to perform lateral scanning with less microscale bending. By submerging both the probe and the specimen into saline solution, we not only reduce the beam divergence, but also increase the signal-to-noise ratio compared with the measurement in free space. Our system can dierentiate the characteristic cartilage zones and identity various micro-structured defects in an ex vivo chicken knee cartilage, thus demonstrating that it could be used to conduct early arthritis diagnosis and intraoperative endo-microscopy.

© 2010 Chinese Optics Letters

PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. W. P. Chan, P. Lang, M. P. Stevens, M. S. Sack, E. W. Stoller, C. Basch, and H. K. Genant, Am. J. Roentgenol. 157, 799 (1991).
  2. J. G. Fujimoto, Nature Biotechnol. 21, 1361 (2003).
  3. A. B. Vakhtin, D. J. Kane, W. R. Wood, and K. A. Peterson, Appl. Opt. 42, 6953 (2003).
  4. X. Liu, X. Li, D.-H. Kim, I. Ilev, and J. U. Kang, Chin. Opt. Lett. 6, 899 (2008).
  5. K. M. Tan, M. Mazilu, T. H. Chow, W. M. Lee, K. Taguchi, B. K. Ng, W. Sibbett, C. S. Herrington, C. T. A. Brown, and K. Dholakia, Opt. Express 17, 2375 (2009).
  6. C. R. Chu, D. Lin, J. L. Geisler, C. T. Chu, F. H. Fu, and Y. Pan, Am. J. Sports Med. 32, 699 (2004).
  7. Y. Pan, Z. Li, T. Xie, and C. R. Chu, J. Biomed. Opt. 8, 648 (2003).
  8. C. R. Chu, N. J. Izzo, J. J. Irrgang, M. Ferretti, and R. K. Studer, J. Biomed. Opt. 12, 051703 (2007).
  9. T. Xie, S. Guo, J. Zhang, Z. Chen, and G. M. Peavy, J. Biomed. Opt. 11, 064001 (2006).
  10. X. Li, S. Martin, C. Pitris, R. Ghanta, D. L. Stamper, M. Harman, J. G. Fujimoto, and M. E. Brezinski, Arthritis Res. Ther. 7, R318 (2005).
  11. J.-I. Youn, T. Akkin, and T. E. Milner, Physiol. Meas. 25, 85 (2004).
  12. C. W. Han, C. R. Chu, N. Adachi, A. Usas, F. H. Fu, J. Huard, and Y. Pan, Osteoarthritis Cartilage 11, 111 (2003).
  13. R. Leitgeb, C. K. Hitzenberger, and A. F. Fercher, Opt. Express 11, 889 (2003).
  14. A. M. Rollins and J. A. Izatt, Opt. Lett. 24, 1484 (1999).
  15. G. P. Grieve, Common Vertebral Joint Problems (Churchill Livingstone, London, 1988).

2009 (1)

2008 (1)

2007 (1)

C. R. Chu, N. J. Izzo, J. J. Irrgang, M. Ferretti, and R. K. Studer, J. Biomed. Opt. 12, 051703 (2007).

2006 (1)

T. Xie, S. Guo, J. Zhang, Z. Chen, and G. M. Peavy, J. Biomed. Opt. 11, 064001 (2006).

2005 (1)

X. Li, S. Martin, C. Pitris, R. Ghanta, D. L. Stamper, M. Harman, J. G. Fujimoto, and M. E. Brezinski, Arthritis Res. Ther. 7, R318 (2005).

2004 (2)

J.-I. Youn, T. Akkin, and T. E. Milner, Physiol. Meas. 25, 85 (2004).

C. R. Chu, D. Lin, J. L. Geisler, C. T. Chu, F. H. Fu, and Y. Pan, Am. J. Sports Med. 32, 699 (2004).

2003 (5)

Y. Pan, Z. Li, T. Xie, and C. R. Chu, J. Biomed. Opt. 8, 648 (2003).

C. W. Han, C. R. Chu, N. Adachi, A. Usas, F. H. Fu, J. Huard, and Y. Pan, Osteoarthritis Cartilage 11, 111 (2003).

R. Leitgeb, C. K. Hitzenberger, and A. F. Fercher, Opt. Express 11, 889 (2003).

J. G. Fujimoto, Nature Biotechnol. 21, 1361 (2003).

A. B. Vakhtin, D. J. Kane, W. R. Wood, and K. A. Peterson, Appl. Opt. 42, 6953 (2003).

1999 (1)

1991 (1)

W. P. Chan, P. Lang, M. P. Stevens, M. S. Sack, E. W. Stoller, C. Basch, and H. K. Genant, Am. J. Roentgenol. 157, 799 (1991).

Adachi, N.

C. W. Han, C. R. Chu, N. Adachi, A. Usas, F. H. Fu, J. Huard, and Y. Pan, Osteoarthritis Cartilage 11, 111 (2003).

Akkin, T.

J.-I. Youn, T. Akkin, and T. E. Milner, Physiol. Meas. 25, 85 (2004).

Basch, C.

W. P. Chan, P. Lang, M. P. Stevens, M. S. Sack, E. W. Stoller, C. Basch, and H. K. Genant, Am. J. Roentgenol. 157, 799 (1991).

Brezinski, M. E.

X. Li, S. Martin, C. Pitris, R. Ghanta, D. L. Stamper, M. Harman, J. G. Fujimoto, and M. E. Brezinski, Arthritis Res. Ther. 7, R318 (2005).

Brown, C. T. A.

Chan, W. P.

W. P. Chan, P. Lang, M. P. Stevens, M. S. Sack, E. W. Stoller, C. Basch, and H. K. Genant, Am. J. Roentgenol. 157, 799 (1991).

Chen, Z.

T. Xie, S. Guo, J. Zhang, Z. Chen, and G. M. Peavy, J. Biomed. Opt. 11, 064001 (2006).

Chow, T. H.

Chu, C. R.

C. R. Chu, N. J. Izzo, J. J. Irrgang, M. Ferretti, and R. K. Studer, J. Biomed. Opt. 12, 051703 (2007).

C. R. Chu, D. Lin, J. L. Geisler, C. T. Chu, F. H. Fu, and Y. Pan, Am. J. Sports Med. 32, 699 (2004).

Y. Pan, Z. Li, T. Xie, and C. R. Chu, J. Biomed. Opt. 8, 648 (2003).

C. W. Han, C. R. Chu, N. Adachi, A. Usas, F. H. Fu, J. Huard, and Y. Pan, Osteoarthritis Cartilage 11, 111 (2003).

Chu, C. T.

C. R. Chu, D. Lin, J. L. Geisler, C. T. Chu, F. H. Fu, and Y. Pan, Am. J. Sports Med. 32, 699 (2004).

Dholakia, K.

Fercher, A. F.

Ferretti, M.

C. R. Chu, N. J. Izzo, J. J. Irrgang, M. Ferretti, and R. K. Studer, J. Biomed. Opt. 12, 051703 (2007).

Fu, F. H.

C. R. Chu, D. Lin, J. L. Geisler, C. T. Chu, F. H. Fu, and Y. Pan, Am. J. Sports Med. 32, 699 (2004).

C. W. Han, C. R. Chu, N. Adachi, A. Usas, F. H. Fu, J. Huard, and Y. Pan, Osteoarthritis Cartilage 11, 111 (2003).

Fujimoto, J. G.

X. Li, S. Martin, C. Pitris, R. Ghanta, D. L. Stamper, M. Harman, J. G. Fujimoto, and M. E. Brezinski, Arthritis Res. Ther. 7, R318 (2005).

J. G. Fujimoto, Nature Biotechnol. 21, 1361 (2003).

Geisler, J. L.

C. R. Chu, D. Lin, J. L. Geisler, C. T. Chu, F. H. Fu, and Y. Pan, Am. J. Sports Med. 32, 699 (2004).

Genant, H. K.

W. P. Chan, P. Lang, M. P. Stevens, M. S. Sack, E. W. Stoller, C. Basch, and H. K. Genant, Am. J. Roentgenol. 157, 799 (1991).

Ghanta, R.

X. Li, S. Martin, C. Pitris, R. Ghanta, D. L. Stamper, M. Harman, J. G. Fujimoto, and M. E. Brezinski, Arthritis Res. Ther. 7, R318 (2005).

Guo, S.

T. Xie, S. Guo, J. Zhang, Z. Chen, and G. M. Peavy, J. Biomed. Opt. 11, 064001 (2006).

Han, C. W.

C. W. Han, C. R. Chu, N. Adachi, A. Usas, F. H. Fu, J. Huard, and Y. Pan, Osteoarthritis Cartilage 11, 111 (2003).

Harman, M.

X. Li, S. Martin, C. Pitris, R. Ghanta, D. L. Stamper, M. Harman, J. G. Fujimoto, and M. E. Brezinski, Arthritis Res. Ther. 7, R318 (2005).

Herrington, C. S.

Hitzenberger, C. K.

Huard, J.

C. W. Han, C. R. Chu, N. Adachi, A. Usas, F. H. Fu, J. Huard, and Y. Pan, Osteoarthritis Cartilage 11, 111 (2003).

Ilev, I.

Irrgang, J. J.

C. R. Chu, N. J. Izzo, J. J. Irrgang, M. Ferretti, and R. K. Studer, J. Biomed. Opt. 12, 051703 (2007).

Izatt, J. A.

Izzo, N. J.

C. R. Chu, N. J. Izzo, J. J. Irrgang, M. Ferretti, and R. K. Studer, J. Biomed. Opt. 12, 051703 (2007).

Kane, D. J.

Kang, J. U.

Kim, D.-H.

Lang, P.

W. P. Chan, P. Lang, M. P. Stevens, M. S. Sack, E. W. Stoller, C. Basch, and H. K. Genant, Am. J. Roentgenol. 157, 799 (1991).

Lee, W. M.

Leitgeb, R.

Li, X.

X. Liu, X. Li, D.-H. Kim, I. Ilev, and J. U. Kang, Chin. Opt. Lett. 6, 899 (2008).

X. Li, S. Martin, C. Pitris, R. Ghanta, D. L. Stamper, M. Harman, J. G. Fujimoto, and M. E. Brezinski, Arthritis Res. Ther. 7, R318 (2005).

Li, Z.

Y. Pan, Z. Li, T. Xie, and C. R. Chu, J. Biomed. Opt. 8, 648 (2003).

Lin, D.

C. R. Chu, D. Lin, J. L. Geisler, C. T. Chu, F. H. Fu, and Y. Pan, Am. J. Sports Med. 32, 699 (2004).

Liu, X.

Martin, S.

X. Li, S. Martin, C. Pitris, R. Ghanta, D. L. Stamper, M. Harman, J. G. Fujimoto, and M. E. Brezinski, Arthritis Res. Ther. 7, R318 (2005).

Mazilu, M.

Milner, T. E.

J.-I. Youn, T. Akkin, and T. E. Milner, Physiol. Meas. 25, 85 (2004).

Ng, B. K.

Pan, Y.

C. R. Chu, D. Lin, J. L. Geisler, C. T. Chu, F. H. Fu, and Y. Pan, Am. J. Sports Med. 32, 699 (2004).

Y. Pan, Z. Li, T. Xie, and C. R. Chu, J. Biomed. Opt. 8, 648 (2003).

C. W. Han, C. R. Chu, N. Adachi, A. Usas, F. H. Fu, J. Huard, and Y. Pan, Osteoarthritis Cartilage 11, 111 (2003).

Peavy, G. M.

T. Xie, S. Guo, J. Zhang, Z. Chen, and G. M. Peavy, J. Biomed. Opt. 11, 064001 (2006).

Peterson, K. A.

Pitris, C.

X. Li, S. Martin, C. Pitris, R. Ghanta, D. L. Stamper, M. Harman, J. G. Fujimoto, and M. E. Brezinski, Arthritis Res. Ther. 7, R318 (2005).

Rollins, A. M.

Sack, M. S.

W. P. Chan, P. Lang, M. P. Stevens, M. S. Sack, E. W. Stoller, C. Basch, and H. K. Genant, Am. J. Roentgenol. 157, 799 (1991).

Sibbett, W.

Stamper, D. L.

X. Li, S. Martin, C. Pitris, R. Ghanta, D. L. Stamper, M. Harman, J. G. Fujimoto, and M. E. Brezinski, Arthritis Res. Ther. 7, R318 (2005).

Stevens, M. P.

W. P. Chan, P. Lang, M. P. Stevens, M. S. Sack, E. W. Stoller, C. Basch, and H. K. Genant, Am. J. Roentgenol. 157, 799 (1991).

Stoller, E. W.

W. P. Chan, P. Lang, M. P. Stevens, M. S. Sack, E. W. Stoller, C. Basch, and H. K. Genant, Am. J. Roentgenol. 157, 799 (1991).

Studer, R. K.

C. R. Chu, N. J. Izzo, J. J. Irrgang, M. Ferretti, and R. K. Studer, J. Biomed. Opt. 12, 051703 (2007).

Taguchi, K.

Tan, K. M.

Usas, A.

C. W. Han, C. R. Chu, N. Adachi, A. Usas, F. H. Fu, J. Huard, and Y. Pan, Osteoarthritis Cartilage 11, 111 (2003).

Vakhtin, A. B.

Wood, W. R.

Xie, T.

T. Xie, S. Guo, J. Zhang, Z. Chen, and G. M. Peavy, J. Biomed. Opt. 11, 064001 (2006).

Y. Pan, Z. Li, T. Xie, and C. R. Chu, J. Biomed. Opt. 8, 648 (2003).

Youn, J.-I.

J.-I. Youn, T. Akkin, and T. E. Milner, Physiol. Meas. 25, 85 (2004).

Zhang, J.

T. Xie, S. Guo, J. Zhang, Z. Chen, and G. M. Peavy, J. Biomed. Opt. 11, 064001 (2006).

Am. J. Roentgenol. (1)

W. P. Chan, P. Lang, M. P. Stevens, M. S. Sack, E. W. Stoller, C. Basch, and H. K. Genant, Am. J. Roentgenol. 157, 799 (1991).

Am. J. Sports Med. (1)

C. R. Chu, D. Lin, J. L. Geisler, C. T. Chu, F. H. Fu, and Y. Pan, Am. J. Sports Med. 32, 699 (2004).

Appl. Opt. (1)

Arthritis Res. Ther. (1)

X. Li, S. Martin, C. Pitris, R. Ghanta, D. L. Stamper, M. Harman, J. G. Fujimoto, and M. E. Brezinski, Arthritis Res. Ther. 7, R318 (2005).

Chin. Opt. Lett. (1)

J. Biomed. Opt. (3)

Y. Pan, Z. Li, T. Xie, and C. R. Chu, J. Biomed. Opt. 8, 648 (2003).

C. R. Chu, N. J. Izzo, J. J. Irrgang, M. Ferretti, and R. K. Studer, J. Biomed. Opt. 12, 051703 (2007).

T. Xie, S. Guo, J. Zhang, Z. Chen, and G. M. Peavy, J. Biomed. Opt. 11, 064001 (2006).

Nature Biotechnol. (1)

J. G. Fujimoto, Nature Biotechnol. 21, 1361 (2003).

Opt. Express (2)

Opt. Lett. (1)

Osteoarthritis Cartilage (1)

C. W. Han, C. R. Chu, N. Adachi, A. Usas, F. H. Fu, J. Huard, and Y. Pan, Osteoarthritis Cartilage 11, 111 (2003).

Physiol. Meas. (1)

J.-I. Youn, T. Akkin, and T. E. Milner, Physiol. Meas. 25, 85 (2004).

Other (1)

G. P. Grieve, Common Vertebral Joint Problems (Churchill Livingstone, London, 1988).

Cited By

OSA participates in CrossRef's Cited-By Linking service. Citing articles from OSA journals and other participating publishers are listed here.