Abstract

Fluorescence guided surgery (FGS) is an emerging technology that has demonstrated improved surgical outcomes. However, dim lighting conditions required by current FGS systems are disruptive to standard surgical workflow. We present a novel FGS system capable of imaging fluorescence under normal room light by using pulsed excitation and gated acquisition. Images from tissue-simulating phantoms confirm visual detection down to 0.25 μM of protoporphyrin IX under 125μW/cm2 of ambient light, more than an order of magnitude lower than that measured with the Zeiss Pentero in the dark. Resection of orthotopic brain tumors in mice also suggests that the pulsed-light system provides superior sensitivity in vivo.

© 2013 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. W. Stummer, U. Pichlmeier, T. Meinel, O. D. Wiestler, F. Zanella, and H. J. Reulen, Lancet Oncol. 7, 392 (2006).
    [CrossRef]
  2. T. Handa, R. G. Katare, S. Sasaguri, and T. Sato, Interact. Cardiovasc. Thorac. Surg. 9, 150 (2009).
    [CrossRef]
  3. G. Themelis, J. S. Yoo, K. S. Soh, R. Schulz, and V. Ntziachristos, J. Biomed. Opt. 14064012 (2009).
    [CrossRef]
  4. S. L. Troyan, V. Kianzad, S. L. Gibbs-Strauss, S. Gioux, A. Matsui, R. Oketokoun, L. Ngo, A. Khamene, F. Azar, and J. V. Frangioni, Ann. Surg. Oncol. 16, 2943 (2009).
    [CrossRef]
  5. W. Stummer, H. Stepp, G. Moller, A. Ehrhardt, M. Leonhard, and H. J. Reulen, Acta Neurochir. 140, 995 (1998).
    [CrossRef]
  6. S. Andersson-Engels, C. Klinteberg, K. Svanberg, and S. Svanberg, Phys. Med. Biol. 42, 815 (1997).
    [CrossRef]
  7. S. Andersson-Engels, J. Johansson, and S. Svanberg, Appl. Opt. 33, 8022 (1994).
    [CrossRef]
  8. K. Svanberg, I. Wang, S. Colleen, I. Idvall, C. Ingvar, R. Rydell, D. Jocham, H. Diddens, S. Bown, G. Gregory, S. Montan, S. Andersson-Engels, and S. Svanberg, Acta Radiol. 39, 2 (1998).
  9. A. K. Glaser, R. Zhang, S. C. Davis, D. J. Gladstone, and B. W. Pogue, Opt. Lett. 37, 1193 (2012).
  10. 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]
  11. P. A. Valdes, F. Leblond, V. L. Jacobs, B. C. Wilson, K. D. Paulsen, and D. W. Roberts, Sci. Rep. 2, 798 (2012).
    [CrossRef]
  12. 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, J. Neuro-Oncol. 13, 846 (2011).

2012 (2)

A. K. Glaser, R. Zhang, S. C. Davis, D. J. Gladstone, and B. W. Pogue, Opt. Lett. 37, 1193 (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]

2011 (2)

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, J. Neuro-Oncol. 13, 846 (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]

2009 (3)

T. Handa, R. G. Katare, S. Sasaguri, and T. Sato, Interact. Cardiovasc. Thorac. Surg. 9, 150 (2009).
[CrossRef]

G. Themelis, J. S. Yoo, K. S. Soh, R. Schulz, and V. Ntziachristos, J. Biomed. Opt. 14064012 (2009).
[CrossRef]

S. L. Troyan, V. Kianzad, S. L. Gibbs-Strauss, S. Gioux, A. Matsui, R. Oketokoun, L. Ngo, A. Khamene, F. Azar, and J. V. Frangioni, Ann. Surg. Oncol. 16, 2943 (2009).
[CrossRef]

2006 (1)

W. Stummer, U. Pichlmeier, T. Meinel, O. D. Wiestler, F. Zanella, and H. J. Reulen, Lancet Oncol. 7, 392 (2006).
[CrossRef]

1998 (2)

K. Svanberg, I. Wang, S. Colleen, I. Idvall, C. Ingvar, R. Rydell, D. Jocham, H. Diddens, S. Bown, G. Gregory, S. Montan, S. Andersson-Engels, and S. Svanberg, Acta Radiol. 39, 2 (1998).

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

1997 (1)

S. Andersson-Engels, C. Klinteberg, K. Svanberg, and S. Svanberg, Phys. Med. Biol. 42, 815 (1997).
[CrossRef]

1994 (1)

Andersson-Engels, S.

K. Svanberg, I. Wang, S. Colleen, I. Idvall, C. Ingvar, R. Rydell, D. Jocham, H. Diddens, S. Bown, G. Gregory, S. Montan, S. Andersson-Engels, and S. Svanberg, Acta Radiol. 39, 2 (1998).

S. Andersson-Engels, C. Klinteberg, K. Svanberg, and S. Svanberg, Phys. Med. Biol. 42, 815 (1997).
[CrossRef]

S. Andersson-Engels, J. Johansson, and S. Svanberg, Appl. Opt. 33, 8022 (1994).
[CrossRef]

Azar, F.

S. L. Troyan, V. Kianzad, S. L. Gibbs-Strauss, S. Gioux, A. Matsui, R. Oketokoun, L. Ngo, A. Khamene, F. Azar, and J. V. Frangioni, Ann. Surg. Oncol. 16, 2943 (2009).
[CrossRef]

Bown, S.

K. Svanberg, I. Wang, S. Colleen, I. Idvall, C. Ingvar, R. Rydell, D. Jocham, H. Diddens, S. Bown, G. Gregory, S. Montan, S. Andersson-Engels, and S. Svanberg, Acta Radiol. 39, 2 (1998).

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, J. Neuro-Oncol. 13, 846 (2011).

Colleen, S.

K. Svanberg, I. Wang, S. Colleen, I. Idvall, C. Ingvar, R. Rydell, D. Jocham, H. Diddens, S. Bown, G. Gregory, S. Montan, S. Andersson-Engels, and S. Svanberg, Acta Radiol. 39, 2 (1998).

Davis, S. C.

Diddens, H.

K. Svanberg, I. Wang, S. Colleen, I. Idvall, C. Ingvar, R. Rydell, D. Jocham, H. Diddens, S. Bown, G. Gregory, S. Montan, S. Andersson-Engels, and S. Svanberg, Acta Radiol. 39, 2 (1998).

Ehrhardt, A.

W. Stummer, H. Stepp, G. Moller, A. Ehrhardt, M. Leonhard, and H. J. Reulen, Acta Neurochir. 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]

Frangioni, J. V.

S. L. Troyan, V. Kianzad, S. L. Gibbs-Strauss, S. Gioux, A. Matsui, R. Oketokoun, L. Ngo, A. Khamene, F. Azar, and J. V. Frangioni, Ann. Surg. Oncol. 16, 2943 (2009).
[CrossRef]

Gibbs-Strauss, S. L.

S. L. Troyan, V. Kianzad, S. L. Gibbs-Strauss, S. Gioux, A. Matsui, R. Oketokoun, L. Ngo, A. Khamene, F. Azar, and J. V. Frangioni, Ann. Surg. Oncol. 16, 2943 (2009).
[CrossRef]

Gioux, S.

S. L. Troyan, V. Kianzad, S. L. Gibbs-Strauss, S. Gioux, A. Matsui, R. Oketokoun, L. Ngo, A. Khamene, F. Azar, and J. V. Frangioni, Ann. Surg. Oncol. 16, 2943 (2009).
[CrossRef]

Gladstone, D. J.

Glaser, A. K.

Gregory, G.

K. Svanberg, I. Wang, S. Colleen, I. Idvall, C. Ingvar, R. Rydell, D. Jocham, H. Diddens, S. Bown, G. Gregory, S. Montan, S. Andersson-Engels, and S. Svanberg, Acta Radiol. 39, 2 (1998).

Handa, T.

T. Handa, R. G. Katare, S. Sasaguri, and T. Sato, Interact. Cardiovasc. Thorac. Surg. 9, 150 (2009).
[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, J. Neuro-Oncol. 13, 846 (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]

Idvall, I.

K. Svanberg, I. Wang, S. Colleen, I. Idvall, C. Ingvar, R. Rydell, D. Jocham, H. Diddens, S. Bown, G. Gregory, S. Montan, S. Andersson-Engels, and S. Svanberg, Acta Radiol. 39, 2 (1998).

Ingvar, C.

K. Svanberg, I. Wang, S. Colleen, I. Idvall, C. Ingvar, R. Rydell, D. Jocham, H. Diddens, S. Bown, G. Gregory, S. Montan, S. Andersson-Engels, and S. Svanberg, Acta Radiol. 39, 2 (1998).

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]

Jocham, D.

K. Svanberg, I. Wang, S. Colleen, I. Idvall, C. Ingvar, R. Rydell, D. Jocham, H. Diddens, S. Bown, G. Gregory, S. Montan, S. Andersson-Engels, and S. Svanberg, Acta Radiol. 39, 2 (1998).

Johansson, J.

Katare, R. G.

T. Handa, R. G. Katare, S. Sasaguri, and T. Sato, Interact. Cardiovasc. Thorac. Surg. 9, 150 (2009).
[CrossRef]

Khamene, A.

S. L. Troyan, V. Kianzad, S. L. Gibbs-Strauss, S. Gioux, A. Matsui, R. Oketokoun, L. Ngo, A. Khamene, F. Azar, and J. V. Frangioni, Ann. Surg. Oncol. 16, 2943 (2009).
[CrossRef]

Kianzad, V.

S. L. Troyan, V. Kianzad, S. L. Gibbs-Strauss, S. Gioux, A. Matsui, R. Oketokoun, L. Ngo, A. Khamene, F. Azar, and J. V. Frangioni, Ann. Surg. Oncol. 16, 2943 (2009).
[CrossRef]

Kim, 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]

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, J. Neuro-Oncol. 13, 846 (2011).

Klinteberg, C.

S. Andersson-Engels, C. Klinteberg, K. Svanberg, and S. Svanberg, Phys. Med. Biol. 42, 815 (1997).
[CrossRef]

Leblond, F.

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 Neurochir. 140, 995 (1998).
[CrossRef]

Matsui, A.

S. L. Troyan, V. Kianzad, S. L. Gibbs-Strauss, S. Gioux, A. Matsui, R. Oketokoun, L. Ngo, A. Khamene, F. Azar, and J. V. Frangioni, Ann. Surg. Oncol. 16, 2943 (2009).
[CrossRef]

Meinel, T.

W. Stummer, U. Pichlmeier, T. Meinel, O. D. Wiestler, F. Zanella, and H. J. Reulen, Lancet Oncol. 7, 392 (2006).
[CrossRef]

Moller, G.

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

Montan, S.

K. Svanberg, I. Wang, S. Colleen, I. Idvall, C. Ingvar, R. Rydell, D. Jocham, H. Diddens, S. Bown, G. Gregory, S. Montan, S. Andersson-Engels, and S. Svanberg, Acta Radiol. 39, 2 (1998).

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, J. Neuro-Oncol. 13, 846 (2011).

Ngo, L.

S. L. Troyan, V. Kianzad, S. L. Gibbs-Strauss, S. Gioux, A. Matsui, R. Oketokoun, L. Ngo, A. Khamene, F. Azar, and J. V. Frangioni, Ann. Surg. Oncol. 16, 2943 (2009).
[CrossRef]

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, J. Neuro-Oncol. 13, 846 (2011).

Ntziachristos, V.

G. Themelis, J. S. Yoo, K. S. Soh, R. Schulz, and V. Ntziachristos, J. Biomed. Opt. 14064012 (2009).
[CrossRef]

Oketokoun, R.

S. L. Troyan, V. Kianzad, S. L. Gibbs-Strauss, S. Gioux, A. Matsui, R. Oketokoun, L. Ngo, A. Khamene, F. Azar, and J. V. Frangioni, Ann. Surg. Oncol. 16, 2943 (2009).
[CrossRef]

Paulsen, K. D.

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, J. Neuro-Oncol. 13, 846 (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]

Pichlmeier, U.

W. Stummer, U. Pichlmeier, T. Meinel, O. D. Wiestler, F. Zanella, and H. J. Reulen, Lancet Oncol. 7, 392 (2006).
[CrossRef]

Pogue, B. W.

Reulen, H. J.

W. Stummer, U. Pichlmeier, T. Meinel, O. D. Wiestler, F. Zanella, and H. J. Reulen, Lancet Oncol. 7, 392 (2006).
[CrossRef]

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

Roberts, D. W.

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, J. Neuro-Oncol. 13, 846 (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]

Rydell, R.

K. Svanberg, I. Wang, S. Colleen, I. Idvall, C. Ingvar, R. Rydell, D. Jocham, H. Diddens, S. Bown, G. Gregory, S. Montan, S. Andersson-Engels, and S. Svanberg, Acta Radiol. 39, 2 (1998).

Sasaguri, S.

T. Handa, R. G. Katare, S. Sasaguri, and T. Sato, Interact. Cardiovasc. Thorac. Surg. 9, 150 (2009).
[CrossRef]

Sato, T.

T. Handa, R. G. Katare, S. Sasaguri, and T. Sato, Interact. Cardiovasc. Thorac. Surg. 9, 150 (2009).
[CrossRef]

Schulz, R.

G. Themelis, J. S. Yoo, K. S. Soh, R. Schulz, and V. Ntziachristos, J. Biomed. Opt. 14064012 (2009).
[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]

Soh, K. S.

G. Themelis, J. S. Yoo, K. S. Soh, R. Schulz, and V. Ntziachristos, J. Biomed. Opt. 14064012 (2009).
[CrossRef]

Stepp, H.

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

Stummer, W.

W. Stummer, U. Pichlmeier, T. Meinel, O. D. Wiestler, F. Zanella, and H. J. Reulen, Lancet Oncol. 7, 392 (2006).
[CrossRef]

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

Svanberg, K.

K. Svanberg, I. Wang, S. Colleen, I. Idvall, C. Ingvar, R. Rydell, D. Jocham, H. Diddens, S. Bown, G. Gregory, S. Montan, S. Andersson-Engels, and S. Svanberg, Acta Radiol. 39, 2 (1998).

S. Andersson-Engels, C. Klinteberg, K. Svanberg, and S. Svanberg, Phys. Med. Biol. 42, 815 (1997).
[CrossRef]

Svanberg, S.

K. Svanberg, I. Wang, S. Colleen, I. Idvall, C. Ingvar, R. Rydell, D. Jocham, H. Diddens, S. Bown, G. Gregory, S. Montan, S. Andersson-Engels, and S. Svanberg, Acta Radiol. 39, 2 (1998).

S. Andersson-Engels, C. Klinteberg, K. Svanberg, and S. Svanberg, Phys. Med. Biol. 42, 815 (1997).
[CrossRef]

S. Andersson-Engels, J. Johansson, and S. Svanberg, Appl. Opt. 33, 8022 (1994).
[CrossRef]

Themelis, G.

G. Themelis, J. S. Yoo, K. S. Soh, R. Schulz, and V. Ntziachristos, J. Biomed. Opt. 14064012 (2009).
[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, J. Neuro-Oncol. 13, 846 (2011).

Troyan, S. L.

S. L. Troyan, V. Kianzad, S. L. Gibbs-Strauss, S. Gioux, A. Matsui, R. Oketokoun, L. Ngo, A. Khamene, F. Azar, and J. V. Frangioni, Ann. Surg. Oncol. 16, 2943 (2009).
[CrossRef]

Valdes, P. A.

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]

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, J. Neuro-Oncol. 13, 846 (2011).

Wang, I.

K. Svanberg, I. Wang, S. Colleen, I. Idvall, C. Ingvar, R. Rydell, D. Jocham, H. Diddens, S. Bown, G. Gregory, S. Montan, S. Andersson-Engels, and S. Svanberg, Acta Radiol. 39, 2 (1998).

Wiestler, O. D.

W. Stummer, U. Pichlmeier, T. Meinel, O. D. Wiestler, F. Zanella, and H. J. Reulen, Lancet Oncol. 7, 392 (2006).
[CrossRef]

Wilson, B. C.

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]

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, J. Neuro-Oncol. 13, 846 (2011).

Yoo, J. S.

G. Themelis, J. S. Yoo, K. S. Soh, R. Schulz, and V. Ntziachristos, J. Biomed. Opt. 14064012 (2009).
[CrossRef]

Zanella, F.

W. Stummer, U. Pichlmeier, T. Meinel, O. D. Wiestler, F. Zanella, and H. J. Reulen, Lancet Oncol. 7, 392 (2006).
[CrossRef]

Zhang, R.

Acta Neurochir. (1)

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

Acta Radiol. (1)

K. Svanberg, I. Wang, S. Colleen, I. Idvall, C. Ingvar, R. Rydell, D. Jocham, H. Diddens, S. Bown, G. Gregory, S. Montan, S. Andersson-Engels, and S. Svanberg, Acta Radiol. 39, 2 (1998).

Ann. Surg. Oncol. (1)

S. L. Troyan, V. Kianzad, S. L. Gibbs-Strauss, S. Gioux, A. Matsui, R. Oketokoun, L. Ngo, A. Khamene, F. Azar, and J. V. Frangioni, Ann. Surg. Oncol. 16, 2943 (2009).
[CrossRef]

Appl. Opt. (1)

Interact. Cardiovasc. Thorac. Surg. (1)

T. Handa, R. G. Katare, S. Sasaguri, and T. Sato, Interact. Cardiovasc. Thorac. Surg. 9, 150 (2009).
[CrossRef]

J. Biomed. Opt. (1)

G. Themelis, J. S. Yoo, K. S. Soh, R. Schulz, and V. Ntziachristos, J. Biomed. Opt. 14064012 (2009).
[CrossRef]

J. Neuro-Oncol. (1)

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, J. Neuro-Oncol. 13, 846 (2011).

J. Neurosurg. (1)

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]

Lancet Oncol. (1)

W. Stummer, U. Pichlmeier, T. Meinel, O. D. Wiestler, F. Zanella, and H. J. Reulen, Lancet Oncol. 7, 392 (2006).
[CrossRef]

Opt. Lett. (1)

Phys. Med. Biol. (1)

S. Andersson-Engels, C. Klinteberg, K. Svanberg, and S. Svanberg, Phys. Med. Biol. 42, 815 (1997).
[CrossRef]

Sci. Rep. (1)

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

Supplementary Material (1)

» Media 1: MP4 (1821 KB)     

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.

Conceptual plots to illustrate the advantage of pulsed imaging and gated acquisition for low level fluorescence detection in the presence of high background lighting. A, Detected signal versus acquisition time for a standard CCD where excitation light remains constant (dashed blue), for an ICCD where excitation light increases proportionally as acquisition time decreases (red), and for ambient room light only with no excitation (pink). B, Background subtracted signal versus acquisition time for CCD (dashed blue) and ICCD (red) in the context of nonspecific background signal and noise for both fixed radiant exposure, H (red shading outlined in solid red) and fixed irradiance, E (blue shading outlined in dashed blue). Note that signal differences have been exaggerated to enable easy visualization.

Fig. 2.
Fig. 2.

Fluorescence images of tissue-simulating phantoms containing different concentrations of PpIX. A, Zeiss Pentero surgical microscope (acquired in the dark) RGB images visible to the surgeon, B, Pentero images from the red RGB channel only, and C, background subtracted images from the pulsed imaging system in ambient lighting. (Note: pulsed images smoothed using a median filter and color scale on all images chosen to show maximum contrast and no images are saturated.) Phantom resolution, D, contrast to noise (calculated using central ROI in original images), and E, raw signal for both systems where solid and dashed lines indicate signal in absence of PpIX.

Fig. 3.
Fig. 3.

Images from two separate mice with orthotopic U251 glioma. A, Preoperative MRI T1-weighted with gadolinium contrast (red arrow indicates tumor location). B, In vivo image of exposed brain using the Pentero. C, Background subtracted fluorescent in vivo image of exposed brain from the current system prior to any resection and D, following resection and exposure of the tumor. Brain sections E and F, stained with H and E. G, Imaged with the Pentero and H, imaged with current pulsed-light system. (All pulsed-light fluorescent images overlaid on Pentero white light images use 60% thresholding and were obtained with room lights on.)

Equations (1)

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

S d = ε · c · Φ · E ex ( t ) d t + f · E ex ( t ) d t + E A ( t ) d t ,

Metrics