Abstract

The point-scanned dual-axis confocal (PS-DAC) microscope has been shown to exhibit superior capability to reject out-of-focus and multiply scattered light in comparison to its conventional single-axis counterpart. However, the slow frame rate (typically <5Hz) resulting from point-by-point data collection makes these systems vulnerable to motion artifacts. While video-rate point-scanned confocal microscopy is possible, a line-scanned dual-axis confocal (LS-DAC) microscope provides a simpler means of achieving high-speed imaging through line-by-line data collection, but sacrifices contrast due to loss of confocality along one dimension. Here we evaluate the performance trade-offs between an LS-DAC and PS-DAC microscope with identical spatial resolutions. Characterization experiments of the LS-DAC and PS-DAC microscopes with tissue phantoms, in reflectance mode, are shown to match results from Monte Carlo scattering simulations of the systems. Fluorescence images of mouse brain vasculature, obtained using resolution-matched LS-DAC and PS-DAC microscopes, demonstrate the comparable performance of LS-DAC and PS-DAC microscopy at shallow depths.

© 2013 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. J. M. Jabbour, M. A. Saldua, J. N. Bixler, and K. C. Maitland, Annals Biomed. Eng. 40, 378 (2012).
    [CrossRef]
  2. J. T. Liu, N. O. Loewke, M. J. Mandella, R. M. Levenson, J. M. Crawford, and C. H. Contag, Analyt. Cell. Pathol. 34, 81 (2011).
  3. T. Wilson, Confocal Microscopy (Academic, 1990).
  4. J. B. Pawley, Handbook of Biological Confocal Microscopy, Rev. ed. (Plenum, 1990).
  5. C. Pitris, B. Bouma, M. Shiskov, and G. Tearney, Opt. Express 11, 120 (2003).
    [CrossRef]
  6. C. MacAulay, P. Lane, and R. Richards-Kortum, Gastrointest. Endosc. Clin. North America 14, 595, xi (2004).
    [CrossRef]
  7. R. Kiesslich, J. Burg, M. Vieth, J. Gnaendiger, M. Enders, P. Delaney, A. Polglase, W. McLaren, D. Janell, S. Thomas, B. Nafe, P. R. Galle, and M. F. Neurath, Gastroenterology 127, 706 (2004).
    [CrossRef]
  8. F. Jean, G. Bourg-Heckly, and B. Viellerobe, Opt. Express 15, 4008 (2007).
    [CrossRef]
  9. J. T. Liu, M. J. Mandella, N. O. Loewke, H. Haeberle, H. Ra, W. Piyawattanametha, O. Solgaard, G. S. Kino, and C. H. Contag, J. Biomed. Opt. 15, 026029 (2010).
    [CrossRef]
  10. H. Makhlouf, A. F. Gmitro, A. A. Tanbakuchi, J. A. Udovich, and A. R. Rouse, J. Biomed. Opt. 13, 044016 (2008).
    [CrossRef]
  11. D. L. Dickensheets and G. S. Kino, Opt. Lett. 21, 764 (1996).
    [CrossRef]
  12. G. J. Tearney, R. H. Webb, and B. E. Bouma, Opt. Lett. 23, 1152 (1998).
    [CrossRef]
  13. Y. S. Sabharwal, A. R. Rouse, L. Donaldson, M. F. Hopkins, and A. F. Gmitro, Appl. Opt. 38, 7133 (1999).
    [CrossRef]
  14. J. T. Liu, M. J. Mandella, J. M. Crawford, C. H. Contag, T. D. Wang, and G. S. Kino, J. Biomed. Opt. 13, 034020 (2008).
    [CrossRef]
  15. T. D. Wang, C. H. Contag, M. J. Mandella, N. Y. Chan, and G. S. Kino, J. Biomed. Opt. 9, 735 (2004).
    [CrossRef]
  16. J. T. Liu, M. J. Mandella, S. Friedland, R. Soetikno, J. M. Crawford, C. H. Contag, G. S. Kino, and T. D. Wang, J. Biomed. Opt. 11, 054019 (2006).
    [CrossRef]
  17. Y. Chen, D. Wang, and J. T. Liu, Opt. Lett. 37, 4495 (2012).
    [CrossRef]
  18. Y. Chen and J. T. Liu, J. Biomed. Opt. 18, 066006 (2013).
    [CrossRef]
  19. W. Piyawattanametha, H. Ra, Z. Qiu, S. Friedland, J. T. Liu, K. Loewke, G. S. Kino, O. Solgaard, T. D. Wang, M. J. Mandella, and C. H. Contag, J. Biomed. Opt. 17, 021102 (2012).
    [CrossRef]
  20. H. Ra, W. Piyawattanametha, E. Gonzalez-Gonzalez, M. J. Mandella, G. S. Kino, O. Solgaard, D. Leake, R. L. Kaspar, A. Oro, and C. H. Contag, J. Invest. Dermatol. 131, 1061 (2011).
  21. P. J. Dwyer, C. A. DiMarzio, and M. Rajadhyaksha, Appl. Opt. 46, 1843 (2007).
    [CrossRef]
  22. B. Larson, S. Abeytunge, and M. Rajadhyaksha, Biomed. Opt. Express 2, 2055 (2011).
    [CrossRef]
  23. M. Rajadhyaksha, R. R. Anderson, and R. H. Webb, Appl. Opt. 38, 2105 (1999).
    [CrossRef]
  24. J. T. Liu, M. J. Mandella, H. Ra, L. K. Wong, O. Solgaard, G. S. Kino, W. Piyawattanametha, C. H. Contag, and T. D. Wang, Opt. Lett. 32, 256 (2007).
    [CrossRef]
  25. C. J. R. Sheppard and X. Q. Mao, J. Mod. Opt. 35, 1169 (1988).
    [CrossRef]
  26. T. Wilson and S. J. Hewlett, J. Microsc. 160, 115 (1990).
    [CrossRef]
  27. S. M. Mansfield, W. R. Studenmund, G. S. Kino, and K. Osato, Opt. Lett. 18, 305 (1993).
    [CrossRef]
  28. B. Chance, P. van der Zee, M. Essenpreis, D. T. Delpy, and R. R. Alfano, Proc. SPIE 1888, 454 (1993).
  29. D. Wang, Y. Chen, and J. T. Liu, Biomed. Opt. Express 3, 3153 (2012).
    [CrossRef]
  30. C. Glazowski and M. Rajadhyaksha, J. Biomed. Opt. 17, 085001 (2012).
    [CrossRef]

2013 (1)

Y. Chen and J. T. Liu, J. Biomed. Opt. 18, 066006 (2013).
[CrossRef]

2012 (5)

W. Piyawattanametha, H. Ra, Z. Qiu, S. Friedland, J. T. Liu, K. Loewke, G. S. Kino, O. Solgaard, T. D. Wang, M. J. Mandella, and C. H. Contag, J. Biomed. Opt. 17, 021102 (2012).
[CrossRef]

J. M. Jabbour, M. A. Saldua, J. N. Bixler, and K. C. Maitland, Annals Biomed. Eng. 40, 378 (2012).
[CrossRef]

Y. Chen, D. Wang, and J. T. Liu, Opt. Lett. 37, 4495 (2012).
[CrossRef]

D. Wang, Y. Chen, and J. T. Liu, Biomed. Opt. Express 3, 3153 (2012).
[CrossRef]

C. Glazowski and M. Rajadhyaksha, J. Biomed. Opt. 17, 085001 (2012).
[CrossRef]

2011 (3)

B. Larson, S. Abeytunge, and M. Rajadhyaksha, Biomed. Opt. Express 2, 2055 (2011).
[CrossRef]

J. T. Liu, N. O. Loewke, M. J. Mandella, R. M. Levenson, J. M. Crawford, and C. H. Contag, Analyt. Cell. Pathol. 34, 81 (2011).

H. Ra, W. Piyawattanametha, E. Gonzalez-Gonzalez, M. J. Mandella, G. S. Kino, O. Solgaard, D. Leake, R. L. Kaspar, A. Oro, and C. H. Contag, J. Invest. Dermatol. 131, 1061 (2011).

2010 (1)

J. T. Liu, M. J. Mandella, N. O. Loewke, H. Haeberle, H. Ra, W. Piyawattanametha, O. Solgaard, G. S. Kino, and C. H. Contag, J. Biomed. Opt. 15, 026029 (2010).
[CrossRef]

2008 (2)

H. Makhlouf, A. F. Gmitro, A. A. Tanbakuchi, J. A. Udovich, and A. R. Rouse, J. Biomed. Opt. 13, 044016 (2008).
[CrossRef]

J. T. Liu, M. J. Mandella, J. M. Crawford, C. H. Contag, T. D. Wang, and G. S. Kino, J. Biomed. Opt. 13, 034020 (2008).
[CrossRef]

2007 (3)

2006 (1)

J. T. Liu, M. J. Mandella, S. Friedland, R. Soetikno, J. M. Crawford, C. H. Contag, G. S. Kino, and T. D. Wang, J. Biomed. Opt. 11, 054019 (2006).
[CrossRef]

2004 (3)

T. D. Wang, C. H. Contag, M. J. Mandella, N. Y. Chan, and G. S. Kino, J. Biomed. Opt. 9, 735 (2004).
[CrossRef]

C. MacAulay, P. Lane, and R. Richards-Kortum, Gastrointest. Endosc. Clin. North America 14, 595, xi (2004).
[CrossRef]

R. Kiesslich, J. Burg, M. Vieth, J. Gnaendiger, M. Enders, P. Delaney, A. Polglase, W. McLaren, D. Janell, S. Thomas, B. Nafe, P. R. Galle, and M. F. Neurath, Gastroenterology 127, 706 (2004).
[CrossRef]

2003 (1)

1999 (2)

1998 (1)

1996 (1)

1993 (2)

S. M. Mansfield, W. R. Studenmund, G. S. Kino, and K. Osato, Opt. Lett. 18, 305 (1993).
[CrossRef]

B. Chance, P. van der Zee, M. Essenpreis, D. T. Delpy, and R. R. Alfano, Proc. SPIE 1888, 454 (1993).

1990 (1)

T. Wilson and S. J. Hewlett, J. Microsc. 160, 115 (1990).
[CrossRef]

1988 (1)

C. J. R. Sheppard and X. Q. Mao, J. Mod. Opt. 35, 1169 (1988).
[CrossRef]

Abeytunge, S.

Alfano, R. R.

B. Chance, P. van der Zee, M. Essenpreis, D. T. Delpy, and R. R. Alfano, Proc. SPIE 1888, 454 (1993).

Anderson, R. R.

Bixler, J. N.

J. M. Jabbour, M. A. Saldua, J. N. Bixler, and K. C. Maitland, Annals Biomed. Eng. 40, 378 (2012).
[CrossRef]

Bouma, B.

Bouma, B. E.

Bourg-Heckly, G.

Burg, J.

R. Kiesslich, J. Burg, M. Vieth, J. Gnaendiger, M. Enders, P. Delaney, A. Polglase, W. McLaren, D. Janell, S. Thomas, B. Nafe, P. R. Galle, and M. F. Neurath, Gastroenterology 127, 706 (2004).
[CrossRef]

Chan, N. Y.

T. D. Wang, C. H. Contag, M. J. Mandella, N. Y. Chan, and G. S. Kino, J. Biomed. Opt. 9, 735 (2004).
[CrossRef]

Chance, B.

B. Chance, P. van der Zee, M. Essenpreis, D. T. Delpy, and R. R. Alfano, Proc. SPIE 1888, 454 (1993).

Chen, Y.

Contag, C. H.

W. Piyawattanametha, H. Ra, Z. Qiu, S. Friedland, J. T. Liu, K. Loewke, G. S. Kino, O. Solgaard, T. D. Wang, M. J. Mandella, and C. H. Contag, J. Biomed. Opt. 17, 021102 (2012).
[CrossRef]

H. Ra, W. Piyawattanametha, E. Gonzalez-Gonzalez, M. J. Mandella, G. S. Kino, O. Solgaard, D. Leake, R. L. Kaspar, A. Oro, and C. H. Contag, J. Invest. Dermatol. 131, 1061 (2011).

J. T. Liu, N. O. Loewke, M. J. Mandella, R. M. Levenson, J. M. Crawford, and C. H. Contag, Analyt. Cell. Pathol. 34, 81 (2011).

J. T. Liu, M. J. Mandella, N. O. Loewke, H. Haeberle, H. Ra, W. Piyawattanametha, O. Solgaard, G. S. Kino, and C. H. Contag, J. Biomed. Opt. 15, 026029 (2010).
[CrossRef]

J. T. Liu, M. J. Mandella, J. M. Crawford, C. H. Contag, T. D. Wang, and G. S. Kino, J. Biomed. Opt. 13, 034020 (2008).
[CrossRef]

J. T. Liu, M. J. Mandella, H. Ra, L. K. Wong, O. Solgaard, G. S. Kino, W. Piyawattanametha, C. H. Contag, and T. D. Wang, Opt. Lett. 32, 256 (2007).
[CrossRef]

J. T. Liu, M. J. Mandella, S. Friedland, R. Soetikno, J. M. Crawford, C. H. Contag, G. S. Kino, and T. D. Wang, J. Biomed. Opt. 11, 054019 (2006).
[CrossRef]

T. D. Wang, C. H. Contag, M. J. Mandella, N. Y. Chan, and G. S. Kino, J. Biomed. Opt. 9, 735 (2004).
[CrossRef]

Crawford, J. M.

J. T. Liu, N. O. Loewke, M. J. Mandella, R. M. Levenson, J. M. Crawford, and C. H. Contag, Analyt. Cell. Pathol. 34, 81 (2011).

J. T. Liu, M. J. Mandella, J. M. Crawford, C. H. Contag, T. D. Wang, and G. S. Kino, J. Biomed. Opt. 13, 034020 (2008).
[CrossRef]

J. T. Liu, M. J. Mandella, S. Friedland, R. Soetikno, J. M. Crawford, C. H. Contag, G. S. Kino, and T. D. Wang, J. Biomed. Opt. 11, 054019 (2006).
[CrossRef]

Delaney, P.

R. Kiesslich, J. Burg, M. Vieth, J. Gnaendiger, M. Enders, P. Delaney, A. Polglase, W. McLaren, D. Janell, S. Thomas, B. Nafe, P. R. Galle, and M. F. Neurath, Gastroenterology 127, 706 (2004).
[CrossRef]

Delpy, D. T.

B. Chance, P. van der Zee, M. Essenpreis, D. T. Delpy, and R. R. Alfano, Proc. SPIE 1888, 454 (1993).

Dickensheets, D. L.

DiMarzio, C. A.

Donaldson, L.

Dwyer, P. J.

Enders, M.

R. Kiesslich, J. Burg, M. Vieth, J. Gnaendiger, M. Enders, P. Delaney, A. Polglase, W. McLaren, D. Janell, S. Thomas, B. Nafe, P. R. Galle, and M. F. Neurath, Gastroenterology 127, 706 (2004).
[CrossRef]

Essenpreis, M.

B. Chance, P. van der Zee, M. Essenpreis, D. T. Delpy, and R. R. Alfano, Proc. SPIE 1888, 454 (1993).

Friedland, S.

W. Piyawattanametha, H. Ra, Z. Qiu, S. Friedland, J. T. Liu, K. Loewke, G. S. Kino, O. Solgaard, T. D. Wang, M. J. Mandella, and C. H. Contag, J. Biomed. Opt. 17, 021102 (2012).
[CrossRef]

J. T. Liu, M. J. Mandella, S. Friedland, R. Soetikno, J. M. Crawford, C. H. Contag, G. S. Kino, and T. D. Wang, J. Biomed. Opt. 11, 054019 (2006).
[CrossRef]

Galle, P. R.

R. Kiesslich, J. Burg, M. Vieth, J. Gnaendiger, M. Enders, P. Delaney, A. Polglase, W. McLaren, D. Janell, S. Thomas, B. Nafe, P. R. Galle, and M. F. Neurath, Gastroenterology 127, 706 (2004).
[CrossRef]

Glazowski, C.

C. Glazowski and M. Rajadhyaksha, J. Biomed. Opt. 17, 085001 (2012).
[CrossRef]

Gmitro, A. F.

H. Makhlouf, A. F. Gmitro, A. A. Tanbakuchi, J. A. Udovich, and A. R. Rouse, J. Biomed. Opt. 13, 044016 (2008).
[CrossRef]

Y. S. Sabharwal, A. R. Rouse, L. Donaldson, M. F. Hopkins, and A. F. Gmitro, Appl. Opt. 38, 7133 (1999).
[CrossRef]

Gnaendiger, J.

R. Kiesslich, J. Burg, M. Vieth, J. Gnaendiger, M. Enders, P. Delaney, A. Polglase, W. McLaren, D. Janell, S. Thomas, B. Nafe, P. R. Galle, and M. F. Neurath, Gastroenterology 127, 706 (2004).
[CrossRef]

Gonzalez-Gonzalez, E.

H. Ra, W. Piyawattanametha, E. Gonzalez-Gonzalez, M. J. Mandella, G. S. Kino, O. Solgaard, D. Leake, R. L. Kaspar, A. Oro, and C. H. Contag, J. Invest. Dermatol. 131, 1061 (2011).

Haeberle, H.

J. T. Liu, M. J. Mandella, N. O. Loewke, H. Haeberle, H. Ra, W. Piyawattanametha, O. Solgaard, G. S. Kino, and C. H. Contag, J. Biomed. Opt. 15, 026029 (2010).
[CrossRef]

Hewlett, S. J.

T. Wilson and S. J. Hewlett, J. Microsc. 160, 115 (1990).
[CrossRef]

Hopkins, M. F.

Jabbour, J. M.

J. M. Jabbour, M. A. Saldua, J. N. Bixler, and K. C. Maitland, Annals Biomed. Eng. 40, 378 (2012).
[CrossRef]

Janell, D.

R. Kiesslich, J. Burg, M. Vieth, J. Gnaendiger, M. Enders, P. Delaney, A. Polglase, W. McLaren, D. Janell, S. Thomas, B. Nafe, P. R. Galle, and M. F. Neurath, Gastroenterology 127, 706 (2004).
[CrossRef]

Jean, F.

Kaspar, R. L.

H. Ra, W. Piyawattanametha, E. Gonzalez-Gonzalez, M. J. Mandella, G. S. Kino, O. Solgaard, D. Leake, R. L. Kaspar, A. Oro, and C. H. Contag, J. Invest. Dermatol. 131, 1061 (2011).

Kiesslich, R.

R. Kiesslich, J. Burg, M. Vieth, J. Gnaendiger, M. Enders, P. Delaney, A. Polglase, W. McLaren, D. Janell, S. Thomas, B. Nafe, P. R. Galle, and M. F. Neurath, Gastroenterology 127, 706 (2004).
[CrossRef]

Kino, G. S.

W. Piyawattanametha, H. Ra, Z. Qiu, S. Friedland, J. T. Liu, K. Loewke, G. S. Kino, O. Solgaard, T. D. Wang, M. J. Mandella, and C. H. Contag, J. Biomed. Opt. 17, 021102 (2012).
[CrossRef]

H. Ra, W. Piyawattanametha, E. Gonzalez-Gonzalez, M. J. Mandella, G. S. Kino, O. Solgaard, D. Leake, R. L. Kaspar, A. Oro, and C. H. Contag, J. Invest. Dermatol. 131, 1061 (2011).

J. T. Liu, M. J. Mandella, N. O. Loewke, H. Haeberle, H. Ra, W. Piyawattanametha, O. Solgaard, G. S. Kino, and C. H. Contag, J. Biomed. Opt. 15, 026029 (2010).
[CrossRef]

J. T. Liu, M. J. Mandella, J. M. Crawford, C. H. Contag, T. D. Wang, and G. S. Kino, J. Biomed. Opt. 13, 034020 (2008).
[CrossRef]

J. T. Liu, M. J. Mandella, H. Ra, L. K. Wong, O. Solgaard, G. S. Kino, W. Piyawattanametha, C. H. Contag, and T. D. Wang, Opt. Lett. 32, 256 (2007).
[CrossRef]

J. T. Liu, M. J. Mandella, S. Friedland, R. Soetikno, J. M. Crawford, C. H. Contag, G. S. Kino, and T. D. Wang, J. Biomed. Opt. 11, 054019 (2006).
[CrossRef]

T. D. Wang, C. H. Contag, M. J. Mandella, N. Y. Chan, and G. S. Kino, J. Biomed. Opt. 9, 735 (2004).
[CrossRef]

D. L. Dickensheets and G. S. Kino, Opt. Lett. 21, 764 (1996).
[CrossRef]

S. M. Mansfield, W. R. Studenmund, G. S. Kino, and K. Osato, Opt. Lett. 18, 305 (1993).
[CrossRef]

Lane, P.

C. MacAulay, P. Lane, and R. Richards-Kortum, Gastrointest. Endosc. Clin. North America 14, 595, xi (2004).
[CrossRef]

Larson, B.

Leake, D.

H. Ra, W. Piyawattanametha, E. Gonzalez-Gonzalez, M. J. Mandella, G. S. Kino, O. Solgaard, D. Leake, R. L. Kaspar, A. Oro, and C. H. Contag, J. Invest. Dermatol. 131, 1061 (2011).

Levenson, R. M.

J. T. Liu, N. O. Loewke, M. J. Mandella, R. M. Levenson, J. M. Crawford, and C. H. Contag, Analyt. Cell. Pathol. 34, 81 (2011).

Liu, J. T.

Y. Chen and J. T. Liu, J. Biomed. Opt. 18, 066006 (2013).
[CrossRef]

Y. Chen, D. Wang, and J. T. Liu, Opt. Lett. 37, 4495 (2012).
[CrossRef]

W. Piyawattanametha, H. Ra, Z. Qiu, S. Friedland, J. T. Liu, K. Loewke, G. S. Kino, O. Solgaard, T. D. Wang, M. J. Mandella, and C. H. Contag, J. Biomed. Opt. 17, 021102 (2012).
[CrossRef]

D. Wang, Y. Chen, and J. T. Liu, Biomed. Opt. Express 3, 3153 (2012).
[CrossRef]

J. T. Liu, N. O. Loewke, M. J. Mandella, R. M. Levenson, J. M. Crawford, and C. H. Contag, Analyt. Cell. Pathol. 34, 81 (2011).

J. T. Liu, M. J. Mandella, N. O. Loewke, H. Haeberle, H. Ra, W. Piyawattanametha, O. Solgaard, G. S. Kino, and C. H. Contag, J. Biomed. Opt. 15, 026029 (2010).
[CrossRef]

J. T. Liu, M. J. Mandella, J. M. Crawford, C. H. Contag, T. D. Wang, and G. S. Kino, J. Biomed. Opt. 13, 034020 (2008).
[CrossRef]

J. T. Liu, M. J. Mandella, H. Ra, L. K. Wong, O. Solgaard, G. S. Kino, W. Piyawattanametha, C. H. Contag, and T. D. Wang, Opt. Lett. 32, 256 (2007).
[CrossRef]

J. T. Liu, M. J. Mandella, S. Friedland, R. Soetikno, J. M. Crawford, C. H. Contag, G. S. Kino, and T. D. Wang, J. Biomed. Opt. 11, 054019 (2006).
[CrossRef]

Loewke, K.

W. Piyawattanametha, H. Ra, Z. Qiu, S. Friedland, J. T. Liu, K. Loewke, G. S. Kino, O. Solgaard, T. D. Wang, M. J. Mandella, and C. H. Contag, J. Biomed. Opt. 17, 021102 (2012).
[CrossRef]

Loewke, N. O.

J. T. Liu, N. O. Loewke, M. J. Mandella, R. M. Levenson, J. M. Crawford, and C. H. Contag, Analyt. Cell. Pathol. 34, 81 (2011).

J. T. Liu, M. J. Mandella, N. O. Loewke, H. Haeberle, H. Ra, W. Piyawattanametha, O. Solgaard, G. S. Kino, and C. H. Contag, J. Biomed. Opt. 15, 026029 (2010).
[CrossRef]

MacAulay, C.

C. MacAulay, P. Lane, and R. Richards-Kortum, Gastrointest. Endosc. Clin. North America 14, 595, xi (2004).
[CrossRef]

Maitland, K. C.

J. M. Jabbour, M. A. Saldua, J. N. Bixler, and K. C. Maitland, Annals Biomed. Eng. 40, 378 (2012).
[CrossRef]

Makhlouf, H.

H. Makhlouf, A. F. Gmitro, A. A. Tanbakuchi, J. A. Udovich, and A. R. Rouse, J. Biomed. Opt. 13, 044016 (2008).
[CrossRef]

Mandella, M. J.

W. Piyawattanametha, H. Ra, Z. Qiu, S. Friedland, J. T. Liu, K. Loewke, G. S. Kino, O. Solgaard, T. D. Wang, M. J. Mandella, and C. H. Contag, J. Biomed. Opt. 17, 021102 (2012).
[CrossRef]

H. Ra, W. Piyawattanametha, E. Gonzalez-Gonzalez, M. J. Mandella, G. S. Kino, O. Solgaard, D. Leake, R. L. Kaspar, A. Oro, and C. H. Contag, J. Invest. Dermatol. 131, 1061 (2011).

J. T. Liu, N. O. Loewke, M. J. Mandella, R. M. Levenson, J. M. Crawford, and C. H. Contag, Analyt. Cell. Pathol. 34, 81 (2011).

J. T. Liu, M. J. Mandella, N. O. Loewke, H. Haeberle, H. Ra, W. Piyawattanametha, O. Solgaard, G. S. Kino, and C. H. Contag, J. Biomed. Opt. 15, 026029 (2010).
[CrossRef]

J. T. Liu, M. J. Mandella, J. M. Crawford, C. H. Contag, T. D. Wang, and G. S. Kino, J. Biomed. Opt. 13, 034020 (2008).
[CrossRef]

J. T. Liu, M. J. Mandella, H. Ra, L. K. Wong, O. Solgaard, G. S. Kino, W. Piyawattanametha, C. H. Contag, and T. D. Wang, Opt. Lett. 32, 256 (2007).
[CrossRef]

J. T. Liu, M. J. Mandella, S. Friedland, R. Soetikno, J. M. Crawford, C. H. Contag, G. S. Kino, and T. D. Wang, J. Biomed. Opt. 11, 054019 (2006).
[CrossRef]

T. D. Wang, C. H. Contag, M. J. Mandella, N. Y. Chan, and G. S. Kino, J. Biomed. Opt. 9, 735 (2004).
[CrossRef]

Mansfield, S. M.

Mao, X. Q.

C. J. R. Sheppard and X. Q. Mao, J. Mod. Opt. 35, 1169 (1988).
[CrossRef]

McLaren, W.

R. Kiesslich, J. Burg, M. Vieth, J. Gnaendiger, M. Enders, P. Delaney, A. Polglase, W. McLaren, D. Janell, S. Thomas, B. Nafe, P. R. Galle, and M. F. Neurath, Gastroenterology 127, 706 (2004).
[CrossRef]

Nafe, B.

R. Kiesslich, J. Burg, M. Vieth, J. Gnaendiger, M. Enders, P. Delaney, A. Polglase, W. McLaren, D. Janell, S. Thomas, B. Nafe, P. R. Galle, and M. F. Neurath, Gastroenterology 127, 706 (2004).
[CrossRef]

Neurath, M. F.

R. Kiesslich, J. Burg, M. Vieth, J. Gnaendiger, M. Enders, P. Delaney, A. Polglase, W. McLaren, D. Janell, S. Thomas, B. Nafe, P. R. Galle, and M. F. Neurath, Gastroenterology 127, 706 (2004).
[CrossRef]

Oro, A.

H. Ra, W. Piyawattanametha, E. Gonzalez-Gonzalez, M. J. Mandella, G. S. Kino, O. Solgaard, D. Leake, R. L. Kaspar, A. Oro, and C. H. Contag, J. Invest. Dermatol. 131, 1061 (2011).

Osato, K.

Pawley, J. B.

J. B. Pawley, Handbook of Biological Confocal Microscopy, Rev. ed. (Plenum, 1990).

Pitris, C.

Piyawattanametha, W.

W. Piyawattanametha, H. Ra, Z. Qiu, S. Friedland, J. T. Liu, K. Loewke, G. S. Kino, O. Solgaard, T. D. Wang, M. J. Mandella, and C. H. Contag, J. Biomed. Opt. 17, 021102 (2012).
[CrossRef]

H. Ra, W. Piyawattanametha, E. Gonzalez-Gonzalez, M. J. Mandella, G. S. Kino, O. Solgaard, D. Leake, R. L. Kaspar, A. Oro, and C. H. Contag, J. Invest. Dermatol. 131, 1061 (2011).

J. T. Liu, M. J. Mandella, N. O. Loewke, H. Haeberle, H. Ra, W. Piyawattanametha, O. Solgaard, G. S. Kino, and C. H. Contag, J. Biomed. Opt. 15, 026029 (2010).
[CrossRef]

J. T. Liu, M. J. Mandella, H. Ra, L. K. Wong, O. Solgaard, G. S. Kino, W. Piyawattanametha, C. H. Contag, and T. D. Wang, Opt. Lett. 32, 256 (2007).
[CrossRef]

Polglase, A.

R. Kiesslich, J. Burg, M. Vieth, J. Gnaendiger, M. Enders, P. Delaney, A. Polglase, W. McLaren, D. Janell, S. Thomas, B. Nafe, P. R. Galle, and M. F. Neurath, Gastroenterology 127, 706 (2004).
[CrossRef]

Qiu, Z.

W. Piyawattanametha, H. Ra, Z. Qiu, S. Friedland, J. T. Liu, K. Loewke, G. S. Kino, O. Solgaard, T. D. Wang, M. J. Mandella, and C. H. Contag, J. Biomed. Opt. 17, 021102 (2012).
[CrossRef]

Ra, H.

W. Piyawattanametha, H. Ra, Z. Qiu, S. Friedland, J. T. Liu, K. Loewke, G. S. Kino, O. Solgaard, T. D. Wang, M. J. Mandella, and C. H. Contag, J. Biomed. Opt. 17, 021102 (2012).
[CrossRef]

H. Ra, W. Piyawattanametha, E. Gonzalez-Gonzalez, M. J. Mandella, G. S. Kino, O. Solgaard, D. Leake, R. L. Kaspar, A. Oro, and C. H. Contag, J. Invest. Dermatol. 131, 1061 (2011).

J. T. Liu, M. J. Mandella, N. O. Loewke, H. Haeberle, H. Ra, W. Piyawattanametha, O. Solgaard, G. S. Kino, and C. H. Contag, J. Biomed. Opt. 15, 026029 (2010).
[CrossRef]

J. T. Liu, M. J. Mandella, H. Ra, L. K. Wong, O. Solgaard, G. S. Kino, W. Piyawattanametha, C. H. Contag, and T. D. Wang, Opt. Lett. 32, 256 (2007).
[CrossRef]

Rajadhyaksha, M.

Richards-Kortum, R.

C. MacAulay, P. Lane, and R. Richards-Kortum, Gastrointest. Endosc. Clin. North America 14, 595, xi (2004).
[CrossRef]

Rouse, A. R.

H. Makhlouf, A. F. Gmitro, A. A. Tanbakuchi, J. A. Udovich, and A. R. Rouse, J. Biomed. Opt. 13, 044016 (2008).
[CrossRef]

Y. S. Sabharwal, A. R. Rouse, L. Donaldson, M. F. Hopkins, and A. F. Gmitro, Appl. Opt. 38, 7133 (1999).
[CrossRef]

Sabharwal, Y. S.

Saldua, M. A.

J. M. Jabbour, M. A. Saldua, J. N. Bixler, and K. C. Maitland, Annals Biomed. Eng. 40, 378 (2012).
[CrossRef]

Sheppard, C. J. R.

C. J. R. Sheppard and X. Q. Mao, J. Mod. Opt. 35, 1169 (1988).
[CrossRef]

Shiskov, M.

Soetikno, R.

J. T. Liu, M. J. Mandella, S. Friedland, R. Soetikno, J. M. Crawford, C. H. Contag, G. S. Kino, and T. D. Wang, J. Biomed. Opt. 11, 054019 (2006).
[CrossRef]

Solgaard, O.

W. Piyawattanametha, H. Ra, Z. Qiu, S. Friedland, J. T. Liu, K. Loewke, G. S. Kino, O. Solgaard, T. D. Wang, M. J. Mandella, and C. H. Contag, J. Biomed. Opt. 17, 021102 (2012).
[CrossRef]

H. Ra, W. Piyawattanametha, E. Gonzalez-Gonzalez, M. J. Mandella, G. S. Kino, O. Solgaard, D. Leake, R. L. Kaspar, A. Oro, and C. H. Contag, J. Invest. Dermatol. 131, 1061 (2011).

J. T. Liu, M. J. Mandella, N. O. Loewke, H. Haeberle, H. Ra, W. Piyawattanametha, O. Solgaard, G. S. Kino, and C. H. Contag, J. Biomed. Opt. 15, 026029 (2010).
[CrossRef]

J. T. Liu, M. J. Mandella, H. Ra, L. K. Wong, O. Solgaard, G. S. Kino, W. Piyawattanametha, C. H. Contag, and T. D. Wang, Opt. Lett. 32, 256 (2007).
[CrossRef]

Studenmund, W. R.

Tanbakuchi, A. A.

H. Makhlouf, A. F. Gmitro, A. A. Tanbakuchi, J. A. Udovich, and A. R. Rouse, J. Biomed. Opt. 13, 044016 (2008).
[CrossRef]

Tearney, G.

Tearney, G. J.

Thomas, S.

R. Kiesslich, J. Burg, M. Vieth, J. Gnaendiger, M. Enders, P. Delaney, A. Polglase, W. McLaren, D. Janell, S. Thomas, B. Nafe, P. R. Galle, and M. F. Neurath, Gastroenterology 127, 706 (2004).
[CrossRef]

Udovich, J. A.

H. Makhlouf, A. F. Gmitro, A. A. Tanbakuchi, J. A. Udovich, and A. R. Rouse, J. Biomed. Opt. 13, 044016 (2008).
[CrossRef]

van der Zee, P.

B. Chance, P. van der Zee, M. Essenpreis, D. T. Delpy, and R. R. Alfano, Proc. SPIE 1888, 454 (1993).

Viellerobe, B.

Vieth, M.

R. Kiesslich, J. Burg, M. Vieth, J. Gnaendiger, M. Enders, P. Delaney, A. Polglase, W. McLaren, D. Janell, S. Thomas, B. Nafe, P. R. Galle, and M. F. Neurath, Gastroenterology 127, 706 (2004).
[CrossRef]

Wang, D.

Wang, T. D.

W. Piyawattanametha, H. Ra, Z. Qiu, S. Friedland, J. T. Liu, K. Loewke, G. S. Kino, O. Solgaard, T. D. Wang, M. J. Mandella, and C. H. Contag, J. Biomed. Opt. 17, 021102 (2012).
[CrossRef]

J. T. Liu, M. J. Mandella, J. M. Crawford, C. H. Contag, T. D. Wang, and G. S. Kino, J. Biomed. Opt. 13, 034020 (2008).
[CrossRef]

J. T. Liu, M. J. Mandella, H. Ra, L. K. Wong, O. Solgaard, G. S. Kino, W. Piyawattanametha, C. H. Contag, and T. D. Wang, Opt. Lett. 32, 256 (2007).
[CrossRef]

J. T. Liu, M. J. Mandella, S. Friedland, R. Soetikno, J. M. Crawford, C. H. Contag, G. S. Kino, and T. D. Wang, J. Biomed. Opt. 11, 054019 (2006).
[CrossRef]

T. D. Wang, C. H. Contag, M. J. Mandella, N. Y. Chan, and G. S. Kino, J. Biomed. Opt. 9, 735 (2004).
[CrossRef]

Webb, R. H.

Wilson, T.

T. Wilson and S. J. Hewlett, J. Microsc. 160, 115 (1990).
[CrossRef]

T. Wilson, Confocal Microscopy (Academic, 1990).

Wong, L. K.

Analyt. Cell. Pathol. (1)

J. T. Liu, N. O. Loewke, M. J. Mandella, R. M. Levenson, J. M. Crawford, and C. H. Contag, Analyt. Cell. Pathol. 34, 81 (2011).

Annals Biomed. Eng. (1)

J. M. Jabbour, M. A. Saldua, J. N. Bixler, and K. C. Maitland, Annals Biomed. Eng. 40, 378 (2012).
[CrossRef]

Appl. Opt. (3)

Biomed. Opt. Express (2)

Gastroenterology (1)

R. Kiesslich, J. Burg, M. Vieth, J. Gnaendiger, M. Enders, P. Delaney, A. Polglase, W. McLaren, D. Janell, S. Thomas, B. Nafe, P. R. Galle, and M. F. Neurath, Gastroenterology 127, 706 (2004).
[CrossRef]

Gastrointest. Endosc. Clin. North America (1)

C. MacAulay, P. Lane, and R. Richards-Kortum, Gastrointest. Endosc. Clin. North America 14, 595, xi (2004).
[CrossRef]

J. Biomed. Opt. (8)

C. Glazowski and M. Rajadhyaksha, J. Biomed. Opt. 17, 085001 (2012).
[CrossRef]

Y. Chen and J. T. Liu, J. Biomed. Opt. 18, 066006 (2013).
[CrossRef]

W. Piyawattanametha, H. Ra, Z. Qiu, S. Friedland, J. T. Liu, K. Loewke, G. S. Kino, O. Solgaard, T. D. Wang, M. J. Mandella, and C. H. Contag, J. Biomed. Opt. 17, 021102 (2012).
[CrossRef]

J. T. Liu, M. J. Mandella, J. M. Crawford, C. H. Contag, T. D. Wang, and G. S. Kino, J. Biomed. Opt. 13, 034020 (2008).
[CrossRef]

T. D. Wang, C. H. Contag, M. J. Mandella, N. Y. Chan, and G. S. Kino, J. Biomed. Opt. 9, 735 (2004).
[CrossRef]

J. T. Liu, M. J. Mandella, S. Friedland, R. Soetikno, J. M. Crawford, C. H. Contag, G. S. Kino, and T. D. Wang, J. Biomed. Opt. 11, 054019 (2006).
[CrossRef]

J. T. Liu, M. J. Mandella, N. O. Loewke, H. Haeberle, H. Ra, W. Piyawattanametha, O. Solgaard, G. S. Kino, and C. H. Contag, J. Biomed. Opt. 15, 026029 (2010).
[CrossRef]

H. Makhlouf, A. F. Gmitro, A. A. Tanbakuchi, J. A. Udovich, and A. R. Rouse, J. Biomed. Opt. 13, 044016 (2008).
[CrossRef]

J. Invest. Dermatol. (1)

H. Ra, W. Piyawattanametha, E. Gonzalez-Gonzalez, M. J. Mandella, G. S. Kino, O. Solgaard, D. Leake, R. L. Kaspar, A. Oro, and C. H. Contag, J. Invest. Dermatol. 131, 1061 (2011).

J. Microsc. (1)

T. Wilson and S. J. Hewlett, J. Microsc. 160, 115 (1990).
[CrossRef]

J. Mod. Opt. (1)

C. J. R. Sheppard and X. Q. Mao, J. Mod. Opt. 35, 1169 (1988).
[CrossRef]

Opt. Express (2)

Opt. Lett. (5)

Proc. SPIE (1)

B. Chance, P. van der Zee, M. Essenpreis, D. T. Delpy, and R. R. Alfano, Proc. SPIE 1888, 454 (1993).

Other (2)

T. Wilson, Confocal Microscopy (Academic, 1990).

J. B. Pawley, Handbook of Biological Confocal Microscopy, Rev. ed. (Plenum, 1990).

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 (4)

Fig. 1.
Fig. 1.

(a) Design schematic of the DAC microscope. (b) Close-up view of the PS-DAC microscope near the sample. (c) Close-up view of the LS-DAC microscope configuration. Note that the cylindrical lens C1* is not present in the PS-DAC configuration.

Fig. 2.
Fig. 2.

Results from Monte Carlo simulations of a homogeneous scattering medium over a range of optical lengths (OL). (a) The axial response of the PS-DAC microscope. (b) Axial response of the LS-DAC microscope. (c) Transverse response of the PS-DAC microscope. (d) Transverse response of the LS-DAC microscope. Note: the calculated diffraction-limited response in water is plotted as reference.

Fig. 3.
Fig. 3.

Experimental characterization of axial and transverse responses over a range of optical lengths (OL) in Intralipid. (a) Axial response of the PS-DAC microscope. (b) Axial response of the LS-DAC microscope. (c) Transverse response of the PS-DAC microscope. (d) Transverse response of the LS-DAC microscope.

Fig. 4.
Fig. 4.

Comparison of LS-DAC (a)–(c) and PS-DAC (d)–(f) performance via fluorescence imaging of identical mouse brain vasculature at depths of up to 200 μm. The intensities of the pixels along the red band in (c) and (f) are plotted on the right. Scale bar=70μm.

Metrics