Abstract

We report an accurate, precise and sensitive method and system for quantitative fluorescence image-guided neurosurgery. With a low-noise, high-dynamic-range CMOS array, we perform rapid (integration times as low as 50 ms per wavelength) hyperspectral fluorescence and diffuse reflectance detection and apply a correction algorithm to compensate for the distorting effects of tissue absorption and scattering. Using this approach, we generated quantitative wide-field images of fluorescence in tissue-simulating phantoms for the fluorophore PpIX, having concentrations and optical absorption and scattering variations over clinically relevant ranges. The imaging system was tested in a rodent model of glioma, detecting quantitative levels down to 20ng/ml. The resulting performance is a significant advance on existing wide-field quantitative imaging techniques, and provides performance comparable to a point-spectroscopy probe that has previously demonstrated significant potential for improved detection of malignant brain tumors during surgical resection.

© 2013 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. W. Stummer, H. Stepp, G. Moller, A. Ehrhardt, M. Leonhard, and H. J. Reulen, Acta Neurochirurgica 140, 995 (1998).
    [CrossRef]
  2. R. S. Bradley and M. S. Thorniley, J. R. Soc. Interface 3, 1 (2006).
    [CrossRef]
  3. P. A. Valdes, F. Leblond, A. Kim, B. T. Harris, B. C. Wilson, X. Fan, T. D. Tosteson, A. Hartov, S. Ji, K. Erkmen, N. E. Simmons, K. D. Paulsen, and D. W. Roberts, J. Neurosurg. 115, 11 (2011).
    [CrossRef]
  4. P. A. Valdes, F. Leblond, V. L. Jacobs, B. C. Wilson, K. D. Paulsen, and D. W. Roberts, Sci. Rep. 2, 798 (2012).
    [CrossRef]
  5. P. A. Valdes, F. Leblond, A. Kim, B. C. Wilson, K. D. Paulsen, and D. W. Roberts, Opt. Lett. 37, 1817 (2012).
    [CrossRef]
  6. A. Kim, M. Khurana, Y. Moriyama, and B. C. Wilson, J. Biomed. Opt. 15, 067006 (2010).
    [CrossRef]
  7. P. A. Valdes, A. Kim, M. Brantsch, C. Niu, Z. B. Moses, T. D. Tosteson, B. C. Wilson, K. D. Paulsen, D. W. Roberts, and B. T. Harris, Neuro-Oncology 13, 8 (2011).
  8. U. S. Food and Drug Administration, “Guidance for industry bioanalytical method validation,” accessed March 30, 2013, http://www.fda.gov/downloads/Drugs/Guidances/ucm070107.pdf .
  9. S. D. Konecky, C. M. Owen, T. Rice, P. A. Valdes, K. Kolste, B. C. Wilson, F. Leblond, D. W. Roberts, K. D. Paulsen, and B. J. Tromberg, J. Biomed Opt. 17, 5 (2012).
  10. G. M. van Dam, G. Themelis, L. M. Crane, N. J. Harlaar, R. G. Pleijhuis, W. Kelder, A. Sarantopoulos, J. S. de Jong, H. J. Arts, A. G. van der Zee, J. Bart, P. S. Low, and V. Ntziachristos, Nat. Med. 17, 1315 (2011).
    [CrossRef]

2012

P. A. Valdes, F. Leblond, V. L. Jacobs, B. C. Wilson, K. D. Paulsen, and D. W. Roberts, Sci. Rep. 2, 798 (2012).
[CrossRef]

S. D. Konecky, C. M. Owen, T. Rice, P. A. Valdes, K. Kolste, B. C. Wilson, F. Leblond, D. W. Roberts, K. D. Paulsen, and B. J. Tromberg, J. Biomed Opt. 17, 5 (2012).

P. A. Valdes, F. Leblond, A. Kim, B. C. Wilson, K. D. Paulsen, and D. W. Roberts, Opt. Lett. 37, 1817 (2012).
[CrossRef]

2011

G. M. van Dam, G. Themelis, L. M. Crane, N. J. Harlaar, R. G. Pleijhuis, W. Kelder, A. Sarantopoulos, J. S. de Jong, H. J. Arts, A. G. van der Zee, J. Bart, P. S. Low, and V. Ntziachristos, Nat. Med. 17, 1315 (2011).
[CrossRef]

P. A. Valdes, F. Leblond, A. Kim, B. T. Harris, B. C. Wilson, X. Fan, T. D. Tosteson, A. Hartov, S. Ji, K. Erkmen, N. E. Simmons, K. D. Paulsen, and D. W. Roberts, J. Neurosurg. 115, 11 (2011).
[CrossRef]

P. A. Valdes, A. Kim, M. Brantsch, C. Niu, Z. B. Moses, T. D. Tosteson, B. C. Wilson, K. D. Paulsen, D. W. Roberts, and B. T. Harris, Neuro-Oncology 13, 8 (2011).

2010

A. Kim, M. Khurana, Y. Moriyama, and B. C. Wilson, J. Biomed. Opt. 15, 067006 (2010).
[CrossRef]

2006

R. S. Bradley and M. S. Thorniley, J. R. Soc. Interface 3, 1 (2006).
[CrossRef]

1998

W. Stummer, H. Stepp, G. Moller, A. Ehrhardt, M. Leonhard, and H. J. Reulen, Acta Neurochirurgica 140, 995 (1998).
[CrossRef]

Arts, H. J.

G. M. van Dam, G. Themelis, L. M. Crane, N. J. Harlaar, R. G. Pleijhuis, W. Kelder, A. Sarantopoulos, J. S. de Jong, H. J. Arts, A. G. van der Zee, J. Bart, P. S. Low, and V. Ntziachristos, Nat. Med. 17, 1315 (2011).
[CrossRef]

Bart, J.

G. M. van Dam, G. Themelis, L. M. Crane, N. J. Harlaar, R. G. Pleijhuis, W. Kelder, A. Sarantopoulos, J. S. de Jong, H. J. Arts, A. G. van der Zee, J. Bart, P. S. Low, and V. Ntziachristos, Nat. Med. 17, 1315 (2011).
[CrossRef]

Bradley, R. S.

R. S. Bradley and M. S. Thorniley, J. R. Soc. Interface 3, 1 (2006).
[CrossRef]

Brantsch, M.

P. A. Valdes, A. Kim, M. Brantsch, C. Niu, Z. B. Moses, T. D. Tosteson, B. C. Wilson, K. D. Paulsen, D. W. Roberts, and B. T. Harris, Neuro-Oncology 13, 8 (2011).

Crane, L. M.

G. M. van Dam, G. Themelis, L. M. Crane, N. J. Harlaar, R. G. Pleijhuis, W. Kelder, A. Sarantopoulos, J. S. de Jong, H. J. Arts, A. G. van der Zee, J. Bart, P. S. Low, and V. Ntziachristos, Nat. Med. 17, 1315 (2011).
[CrossRef]

de Jong, J. S.

G. M. van Dam, G. Themelis, L. M. Crane, N. J. Harlaar, R. G. Pleijhuis, W. Kelder, A. Sarantopoulos, J. S. de Jong, H. J. Arts, A. G. van der Zee, J. Bart, P. S. Low, and V. Ntziachristos, Nat. Med. 17, 1315 (2011).
[CrossRef]

Ehrhardt, A.

W. Stummer, H. Stepp, G. Moller, A. Ehrhardt, M. Leonhard, and H. J. Reulen, Acta Neurochirurgica 140, 995 (1998).
[CrossRef]

Erkmen, K.

P. A. Valdes, F. Leblond, A. Kim, B. T. Harris, B. C. Wilson, X. Fan, T. D. Tosteson, A. Hartov, S. Ji, K. Erkmen, N. E. Simmons, K. D. Paulsen, and D. W. Roberts, J. Neurosurg. 115, 11 (2011).
[CrossRef]

Fan, X.

P. A. Valdes, F. Leblond, A. Kim, B. T. Harris, B. C. Wilson, X. Fan, T. D. Tosteson, A. Hartov, S. Ji, K. Erkmen, N. E. Simmons, K. D. Paulsen, and D. W. Roberts, J. Neurosurg. 115, 11 (2011).
[CrossRef]

Harlaar, N. J.

G. M. van Dam, G. Themelis, L. M. Crane, N. J. Harlaar, R. G. Pleijhuis, W. Kelder, A. Sarantopoulos, J. S. de Jong, H. J. Arts, A. G. van der Zee, J. Bart, P. S. Low, and V. Ntziachristos, Nat. Med. 17, 1315 (2011).
[CrossRef]

Harris, B. T.

P. A. Valdes, F. Leblond, A. Kim, B. T. Harris, B. C. Wilson, X. Fan, T. D. Tosteson, A. Hartov, S. Ji, K. Erkmen, N. E. Simmons, K. D. Paulsen, and D. W. Roberts, J. Neurosurg. 115, 11 (2011).
[CrossRef]

P. A. Valdes, A. Kim, M. Brantsch, C. Niu, Z. B. Moses, T. D. Tosteson, B. C. Wilson, K. D. Paulsen, D. W. Roberts, and B. T. Harris, Neuro-Oncology 13, 8 (2011).

Hartov, A.

P. A. Valdes, F. Leblond, A. Kim, B. T. Harris, B. C. Wilson, X. Fan, T. D. Tosteson, A. Hartov, S. Ji, K. Erkmen, N. E. Simmons, K. D. Paulsen, and D. W. Roberts, J. Neurosurg. 115, 11 (2011).
[CrossRef]

Jacobs, V. L.

P. A. Valdes, F. Leblond, V. L. Jacobs, B. C. Wilson, K. D. Paulsen, and D. W. Roberts, Sci. Rep. 2, 798 (2012).
[CrossRef]

Ji, S.

P. A. Valdes, F. Leblond, A. Kim, B. T. Harris, B. C. Wilson, X. Fan, T. D. Tosteson, A. Hartov, S. Ji, K. Erkmen, N. E. Simmons, K. D. Paulsen, and D. W. Roberts, J. Neurosurg. 115, 11 (2011).
[CrossRef]

Kelder, W.

G. M. van Dam, G. Themelis, L. M. Crane, N. J. Harlaar, R. G. Pleijhuis, W. Kelder, A. Sarantopoulos, J. S. de Jong, H. J. Arts, A. G. van der Zee, J. Bart, P. S. Low, and V. Ntziachristos, Nat. Med. 17, 1315 (2011).
[CrossRef]

Khurana, M.

A. Kim, M. Khurana, Y. Moriyama, and B. C. Wilson, J. Biomed. Opt. 15, 067006 (2010).
[CrossRef]

Kim, A.

P. A. Valdes, F. Leblond, A. Kim, B. C. Wilson, K. D. Paulsen, and D. W. Roberts, Opt. Lett. 37, 1817 (2012).
[CrossRef]

P. A. Valdes, F. Leblond, A. Kim, B. T. Harris, B. C. Wilson, X. Fan, T. D. Tosteson, A. Hartov, S. Ji, K. Erkmen, N. E. Simmons, K. D. Paulsen, and D. W. Roberts, J. Neurosurg. 115, 11 (2011).
[CrossRef]

P. A. Valdes, A. Kim, M. Brantsch, C. Niu, Z. B. Moses, T. D. Tosteson, B. C. Wilson, K. D. Paulsen, D. W. Roberts, and B. T. Harris, Neuro-Oncology 13, 8 (2011).

A. Kim, M. Khurana, Y. Moriyama, and B. C. Wilson, J. Biomed. Opt. 15, 067006 (2010).
[CrossRef]

Kolste, K.

S. D. Konecky, C. M. Owen, T. Rice, P. A. Valdes, K. Kolste, B. C. Wilson, F. Leblond, D. W. Roberts, K. D. Paulsen, and B. J. Tromberg, J. Biomed Opt. 17, 5 (2012).

Konecky, S. D.

S. D. Konecky, C. M. Owen, T. Rice, P. A. Valdes, K. Kolste, B. C. Wilson, F. Leblond, D. W. Roberts, K. D. Paulsen, and B. J. Tromberg, J. Biomed Opt. 17, 5 (2012).

Leblond, F.

S. D. Konecky, C. M. Owen, T. Rice, P. A. Valdes, K. Kolste, B. C. Wilson, F. Leblond, D. W. Roberts, K. D. Paulsen, and B. J. Tromberg, J. Biomed Opt. 17, 5 (2012).

P. A. Valdes, F. Leblond, A. Kim, B. C. Wilson, K. D. Paulsen, and D. W. Roberts, Opt. Lett. 37, 1817 (2012).
[CrossRef]

P. A. Valdes, F. Leblond, V. L. Jacobs, B. C. Wilson, K. D. Paulsen, and D. W. Roberts, Sci. Rep. 2, 798 (2012).
[CrossRef]

P. A. Valdes, F. Leblond, A. Kim, B. T. Harris, B. C. Wilson, X. Fan, T. D. Tosteson, A. Hartov, S. Ji, K. Erkmen, N. E. Simmons, K. D. Paulsen, and D. W. Roberts, J. Neurosurg. 115, 11 (2011).
[CrossRef]

Leonhard, M.

W. Stummer, H. Stepp, G. Moller, A. Ehrhardt, M. Leonhard, and H. J. Reulen, Acta Neurochirurgica 140, 995 (1998).
[CrossRef]

Low, P. S.

G. M. van Dam, G. Themelis, L. M. Crane, N. J. Harlaar, R. G. Pleijhuis, W. Kelder, A. Sarantopoulos, J. S. de Jong, H. J. Arts, A. G. van der Zee, J. Bart, P. S. Low, and V. Ntziachristos, Nat. Med. 17, 1315 (2011).
[CrossRef]

Moller, G.

W. Stummer, H. Stepp, G. Moller, A. Ehrhardt, M. Leonhard, and H. J. Reulen, Acta Neurochirurgica 140, 995 (1998).
[CrossRef]

Moriyama, Y.

A. Kim, M. Khurana, Y. Moriyama, and B. C. Wilson, J. Biomed. Opt. 15, 067006 (2010).
[CrossRef]

Moses, Z. B.

P. A. Valdes, A. Kim, M. Brantsch, C. Niu, Z. B. Moses, T. D. Tosteson, B. C. Wilson, K. D. Paulsen, D. W. Roberts, and B. T. Harris, Neuro-Oncology 13, 8 (2011).

Niu, C.

P. A. Valdes, A. Kim, M. Brantsch, C. Niu, Z. B. Moses, T. D. Tosteson, B. C. Wilson, K. D. Paulsen, D. W. Roberts, and B. T. Harris, Neuro-Oncology 13, 8 (2011).

Ntziachristos, V.

G. M. van Dam, G. Themelis, L. M. Crane, N. J. Harlaar, R. G. Pleijhuis, W. Kelder, A. Sarantopoulos, J. S. de Jong, H. J. Arts, A. G. van der Zee, J. Bart, P. S. Low, and V. Ntziachristos, Nat. Med. 17, 1315 (2011).
[CrossRef]

Owen, C. M.

S. D. Konecky, C. M. Owen, T. Rice, P. A. Valdes, K. Kolste, B. C. Wilson, F. Leblond, D. W. Roberts, K. D. Paulsen, and B. J. Tromberg, J. Biomed Opt. 17, 5 (2012).

Paulsen, K. D.

S. D. Konecky, C. M. Owen, T. Rice, P. A. Valdes, K. Kolste, B. C. Wilson, F. Leblond, D. W. Roberts, K. D. Paulsen, and B. J. Tromberg, J. Biomed Opt. 17, 5 (2012).

P. A. Valdes, F. Leblond, A. Kim, B. C. Wilson, K. D. Paulsen, and D. W. Roberts, Opt. Lett. 37, 1817 (2012).
[CrossRef]

P. A. Valdes, F. Leblond, V. L. Jacobs, B. C. Wilson, K. D. Paulsen, and D. W. Roberts, Sci. Rep. 2, 798 (2012).
[CrossRef]

P. A. Valdes, A. Kim, M. Brantsch, C. Niu, Z. B. Moses, T. D. Tosteson, B. C. Wilson, K. D. Paulsen, D. W. Roberts, and B. T. Harris, Neuro-Oncology 13, 8 (2011).

P. A. Valdes, F. Leblond, A. Kim, B. T. Harris, B. C. Wilson, X. Fan, T. D. Tosteson, A. Hartov, S. Ji, K. Erkmen, N. E. Simmons, K. D. Paulsen, and D. W. Roberts, J. Neurosurg. 115, 11 (2011).
[CrossRef]

Pleijhuis, R. G.

G. M. van Dam, G. Themelis, L. M. Crane, N. J. Harlaar, R. G. Pleijhuis, W. Kelder, A. Sarantopoulos, J. S. de Jong, H. J. Arts, A. G. van der Zee, J. Bart, P. S. Low, and V. Ntziachristos, Nat. Med. 17, 1315 (2011).
[CrossRef]

Reulen, H. J.

W. Stummer, H. Stepp, G. Moller, A. Ehrhardt, M. Leonhard, and H. J. Reulen, Acta Neurochirurgica 140, 995 (1998).
[CrossRef]

Rice, T.

S. D. Konecky, C. M. Owen, T. Rice, P. A. Valdes, K. Kolste, B. C. Wilson, F. Leblond, D. W. Roberts, K. D. Paulsen, and B. J. Tromberg, J. Biomed Opt. 17, 5 (2012).

Roberts, D. W.

S. D. Konecky, C. M. Owen, T. Rice, P. A. Valdes, K. Kolste, B. C. Wilson, F. Leblond, D. W. Roberts, K. D. Paulsen, and B. J. Tromberg, J. Biomed Opt. 17, 5 (2012).

P. A. Valdes, F. Leblond, A. Kim, B. C. Wilson, K. D. Paulsen, and D. W. Roberts, Opt. Lett. 37, 1817 (2012).
[CrossRef]

P. A. Valdes, F. Leblond, V. L. Jacobs, B. C. Wilson, K. D. Paulsen, and D. W. Roberts, Sci. Rep. 2, 798 (2012).
[CrossRef]

P. A. Valdes, A. Kim, M. Brantsch, C. Niu, Z. B. Moses, T. D. Tosteson, B. C. Wilson, K. D. Paulsen, D. W. Roberts, and B. T. Harris, Neuro-Oncology 13, 8 (2011).

P. A. Valdes, F. Leblond, A. Kim, B. T. Harris, B. C. Wilson, X. Fan, T. D. Tosteson, A. Hartov, S. Ji, K. Erkmen, N. E. Simmons, K. D. Paulsen, and D. W. Roberts, J. Neurosurg. 115, 11 (2011).
[CrossRef]

Sarantopoulos, A.

G. M. van Dam, G. Themelis, L. M. Crane, N. J. Harlaar, R. G. Pleijhuis, W. Kelder, A. Sarantopoulos, J. S. de Jong, H. J. Arts, A. G. van der Zee, J. Bart, P. S. Low, and V. Ntziachristos, Nat. Med. 17, 1315 (2011).
[CrossRef]

Simmons, N. E.

P. A. Valdes, F. Leblond, A. Kim, B. T. Harris, B. C. Wilson, X. Fan, T. D. Tosteson, A. Hartov, S. Ji, K. Erkmen, N. E. Simmons, K. D. Paulsen, and D. W. Roberts, J. Neurosurg. 115, 11 (2011).
[CrossRef]

Stepp, H.

W. Stummer, H. Stepp, G. Moller, A. Ehrhardt, M. Leonhard, and H. J. Reulen, Acta Neurochirurgica 140, 995 (1998).
[CrossRef]

Stummer, W.

W. Stummer, H. Stepp, G. Moller, A. Ehrhardt, M. Leonhard, and H. J. Reulen, Acta Neurochirurgica 140, 995 (1998).
[CrossRef]

Themelis, G.

G. M. van Dam, G. Themelis, L. M. Crane, N. J. Harlaar, R. G. Pleijhuis, W. Kelder, A. Sarantopoulos, J. S. de Jong, H. J. Arts, A. G. van der Zee, J. Bart, P. S. Low, and V. Ntziachristos, Nat. Med. 17, 1315 (2011).
[CrossRef]

Thorniley, M. S.

R. S. Bradley and M. S. Thorniley, J. R. Soc. Interface 3, 1 (2006).
[CrossRef]

Tosteson, T. D.

P. A. Valdes, F. Leblond, A. Kim, B. T. Harris, B. C. Wilson, X. Fan, T. D. Tosteson, A. Hartov, S. Ji, K. Erkmen, N. E. Simmons, K. D. Paulsen, and D. W. Roberts, J. Neurosurg. 115, 11 (2011).
[CrossRef]

P. A. Valdes, A. Kim, M. Brantsch, C. Niu, Z. B. Moses, T. D. Tosteson, B. C. Wilson, K. D. Paulsen, D. W. Roberts, and B. T. Harris, Neuro-Oncology 13, 8 (2011).

Tromberg, B. J.

S. D. Konecky, C. M. Owen, T. Rice, P. A. Valdes, K. Kolste, B. C. Wilson, F. Leblond, D. W. Roberts, K. D. Paulsen, and B. J. Tromberg, J. Biomed Opt. 17, 5 (2012).

Valdes, P. A.

S. D. Konecky, C. M. Owen, T. Rice, P. A. Valdes, K. Kolste, B. C. Wilson, F. Leblond, D. W. Roberts, K. D. Paulsen, and B. J. Tromberg, J. Biomed Opt. 17, 5 (2012).

P. A. Valdes, F. Leblond, A. Kim, B. C. Wilson, K. D. Paulsen, and D. W. Roberts, Opt. Lett. 37, 1817 (2012).
[CrossRef]

P. A. Valdes, F. Leblond, V. L. Jacobs, B. C. Wilson, K. D. Paulsen, and D. W. Roberts, Sci. Rep. 2, 798 (2012).
[CrossRef]

P. A. Valdes, A. Kim, M. Brantsch, C. Niu, Z. B. Moses, T. D. Tosteson, B. C. Wilson, K. D. Paulsen, D. W. Roberts, and B. T. Harris, Neuro-Oncology 13, 8 (2011).

P. A. Valdes, F. Leblond, A. Kim, B. T. Harris, B. C. Wilson, X. Fan, T. D. Tosteson, A. Hartov, S. Ji, K. Erkmen, N. E. Simmons, K. D. Paulsen, and D. W. Roberts, J. Neurosurg. 115, 11 (2011).
[CrossRef]

van Dam, G. M.

G. M. van Dam, G. Themelis, L. M. Crane, N. J. Harlaar, R. G. Pleijhuis, W. Kelder, A. Sarantopoulos, J. S. de Jong, H. J. Arts, A. G. van der Zee, J. Bart, P. S. Low, and V. Ntziachristos, Nat. Med. 17, 1315 (2011).
[CrossRef]

van der Zee, A. G.

G. M. van Dam, G. Themelis, L. M. Crane, N. J. Harlaar, R. G. Pleijhuis, W. Kelder, A. Sarantopoulos, J. S. de Jong, H. J. Arts, A. G. van der Zee, J. Bart, P. S. Low, and V. Ntziachristos, Nat. Med. 17, 1315 (2011).
[CrossRef]

Wilson, B. C.

P. A. Valdes, F. Leblond, A. Kim, B. C. Wilson, K. D. Paulsen, and D. W. Roberts, Opt. Lett. 37, 1817 (2012).
[CrossRef]

S. D. Konecky, C. M. Owen, T. Rice, P. A. Valdes, K. Kolste, B. C. Wilson, F. Leblond, D. W. Roberts, K. D. Paulsen, and B. J. Tromberg, J. Biomed Opt. 17, 5 (2012).

P. A. Valdes, F. Leblond, V. L. Jacobs, B. C. Wilson, K. D. Paulsen, and D. W. Roberts, Sci. Rep. 2, 798 (2012).
[CrossRef]

P. A. Valdes, A. Kim, M. Brantsch, C. Niu, Z. B. Moses, T. D. Tosteson, B. C. Wilson, K. D. Paulsen, D. W. Roberts, and B. T. Harris, Neuro-Oncology 13, 8 (2011).

P. A. Valdes, F. Leblond, A. Kim, B. T. Harris, B. C. Wilson, X. Fan, T. D. Tosteson, A. Hartov, S. Ji, K. Erkmen, N. E. Simmons, K. D. Paulsen, and D. W. Roberts, J. Neurosurg. 115, 11 (2011).
[CrossRef]

A. Kim, M. Khurana, Y. Moriyama, and B. C. Wilson, J. Biomed. Opt. 15, 067006 (2010).
[CrossRef]

Acta Neurochirurgica

W. Stummer, H. Stepp, G. Moller, A. Ehrhardt, M. Leonhard, and H. J. Reulen, Acta Neurochirurgica 140, 995 (1998).
[CrossRef]

J. Biomed Opt.

S. D. Konecky, C. M. Owen, T. Rice, P. A. Valdes, K. Kolste, B. C. Wilson, F. Leblond, D. W. Roberts, K. D. Paulsen, and B. J. Tromberg, J. Biomed Opt. 17, 5 (2012).

J. Biomed. Opt.

A. Kim, M. Khurana, Y. Moriyama, and B. C. Wilson, J. Biomed. Opt. 15, 067006 (2010).
[CrossRef]

J. Neurosurg.

P. A. Valdes, F. Leblond, A. Kim, B. T. Harris, B. C. Wilson, X. Fan, T. D. Tosteson, A. Hartov, S. Ji, K. Erkmen, N. E. Simmons, K. D. Paulsen, and D. W. Roberts, J. Neurosurg. 115, 11 (2011).
[CrossRef]

J. R. Soc. Interface

R. S. Bradley and M. S. Thorniley, J. R. Soc. Interface 3, 1 (2006).
[CrossRef]

Nat. Med.

G. M. van Dam, G. Themelis, L. M. Crane, N. J. Harlaar, R. G. Pleijhuis, W. Kelder, A. Sarantopoulos, J. S. de Jong, H. J. Arts, A. G. van der Zee, J. Bart, P. S. Low, and V. Ntziachristos, Nat. Med. 17, 1315 (2011).
[CrossRef]

Neuro-Oncology

P. A. Valdes, A. Kim, M. Brantsch, C. Niu, Z. B. Moses, T. D. Tosteson, B. C. Wilson, K. D. Paulsen, D. W. Roberts, and B. T. Harris, Neuro-Oncology 13, 8 (2011).

Opt. Lett.

Sci. Rep.

P. A. Valdes, F. Leblond, V. L. Jacobs, B. C. Wilson, K. D. Paulsen, and D. W. Roberts, Sci. Rep. 2, 798 (2012).
[CrossRef]

Other

U. S. Food and Drug Administration, “Guidance for industry bioanalytical method validation,” accessed March 30, 2013, http://www.fda.gov/downloads/Drugs/Guidances/ucm070107.pdf .

Cited By

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

Alert me when this article is cited.


Figures (3)

Fig. 1.
Fig. 1.

qFI system. (a) System schematics. (b) Physical system with optical adapter components, LCTF, and CMOS camera (dimensions 27.6cm×10.3cm×7.5cm, 1.27 kg) and (c) system connected to a Zeiss OPMI neurosurgical microscope.

Fig. 2.
Fig. 2.

Accuracy, precision, and sensitivity performance analysis. (a) Comparison of R2 (left) and mPE (right) for the two systems. Error bars denote minimum and maximum values. Coefficient of variation (CoV) as a function of true CPpIX for increasing integration time, tint, with (b) the CMOS-based, and (c) the CCD-based qFI systems. Significant differences in performance occur and are statistically significant (** p<0.0001) in favor of the CMOS system up to CPpIX near 100ng/ml. Error bars denote the standard error of the mean. (d) Limit of quantification (LoQ) comparison as a function of tint, with LoQ defined per FDA guidelines as CPpIX>20% CoV. R2=coefficient of determination of the linear regression; mPE, mean percentage error.

Fig. 3.
Fig. 3.

Quantitative fluorescence in a U251 rodent glioma model. (a) White-light and (b) overlaid quantitative fluorescence image demonstrate significant accumulation of CPpIX. (c) T1-weighted contrast enhanced image of colocalized tumor (red arrow).

Equations (1)

Equations on this page are rendered with MathJax. Learn more.

Φ(λ)=ΦF(λ)ΦxR×(ΦmR)α,

Metrics