The use of optical coherence tomography for skin evaluation in healthy rats

Vet Dermatol. 2022 Aug;33(4):296-e69. doi: 10.1111/vde.13071. Epub 2022 May 30.

Abstract

Background: Noninvasive diagnostic techniques allow for morphological and morphometric in vivo evaluation of the skin. Optical coherence tomography (OCT) is a method that allows visualization of dermal structures up to several 100 μm with a resolution of 3-7.5 μm.

Objectives: The aim of the study was the morphological and morphometric assessment of rats' skin using SD-OCT.

Animals: Fifteen male Wistar rats, aged 3 and 8 months, weighing 350-450 g.

Materials and methods: The skin of the plantar metatarsal area of the right pelvic limb was assessed. The measurements were performed using Spectral Domain Optical Coherence Tomography (SD-OCT) scans and histological images.

Results: Spectral Domain Optical Coherence Tomography could determine the boundary between the epidermis and the dermis. Apart from the stratum corneum (SC), it did not allow for the differentiation of the individual epidermal layers. In the SD-OCT and in the histological examination, the mean thicknesses of the layers (μm ± SD) were (respectively): SC 33.053 ± μm(SD 5.85, 29.675 ± 5.54; epidermis 88.2 ± 7.97, 65.126 ± 13.23; dermis 259.86 ± 18.29, 166.05 ± 31.88 μm. There was a correlation between the total epidermal SD-OCT and histological measurements (r = 0.43, p = 0.05). Bland-Altman plots revealed a bias of -19.18 (95% confidence interval) -39.21 to 0.84 μm) in the case of live epidermis (stratum granulosum, stratum spinous, stratum basale).

Conclusions and clinical relevance: Spectral Domain Optical Coherence Tomography can be used to evaluate rat epidermis and dermis. The method enables the differentiation of the SC, as well as the epidermis and the dermis. SD-OCT and histological thickness dimensions of the epidermis and skin differ.

Contexte - Les techniques de diagnostic non invasives permettent une évaluation morphologique et morphométrique in vivo de la peau. La tomographie par cohérence optique (OCT) est une méthode qui permet de visualiser les structures dermiques jusqu'à plusieurs centaines de micromètres avec une résolution de 3 à 7,5 μm. Objectifs - Le but de l'étude était l'évaluation morphologique et morphométrique de la peau des rats par SD-OCT. Animaux - Quinze rats Wistar mâles, âgés de 3 et 8 mois, pesant 350-450 g. Matériels et méthodes - La peau de la zone métatarsienne plantaire du membre pelvien droit a été évaluée. Les mesures ont été réalisées à l'aide de scaners SD-OCT (Spectral Domain Optical Coherence Tomography) et d'images histologiques Résultats - Le SD-OCT a pu déterminer la frontière entre l'épiderme et le derme. En dehors de la couche cornée (SC), il n'a pas permis la différenciation des couches épidermiques individuelles. Au SD-OCT et à l'examen histologique, les épaisseurs moyennes des couches (μm ± SD) étaient (respectivement) : SC 33,053 ± μm (SD 5,85, 29,675 ± 5,54 ; épiderme 88,2 ± 7,97, 65,126 ± 13,23 ; derme 259,86 ± 18,29, 166,05 ± 31,88 μm). Il y avait une corrélation entre le SD-OCT épidermique total et les mesures histologiques (r = 0,43, P = 0,05) Les tracés de Bland-Altman ont révélé un biais de -19,18 (intervalle de confiance à 95 %) -39,21 à 0,84 μm) dans le cas d'épiderme vivant (stratum granulosum, stratum spinous, stratum basale). Conclusions et pertinence clinique - Le SD-OCT peut être utilisé pour évaluer l'épiderme et le derme de rat. La méthode permet de différencier le SC, ainsi que l'épiderme et le derme. Le SD-OCT et les dimensions d'épaisseur histologiques de l'épiderme et de la peau diffèrent.

Introducción - las técnicas de diagnóstico no invasivas permiten la evaluación morfológica y morfométrica in vivo de la piel. La tomografía de coherencia óptica (OCT) es un método que permite la visualización de estructuras dérmicas de hasta varios cientos de micrómetros con una resolución de 3 a 7,5 μm. Objetivos - El objetivo del estudio fue la evaluación morfológica y morfométrica de la piel de ratas mediante SD-OCT. Animales - Quince ratas Wistar macho, de 3 y 8 meses de edad, con un peso de 350 a 450 g. Materiales y métodos - Se evaluó la piel de la zona metatarsiana plantar del miembro pélvico derecho. Las mediciones se realizaron utilizando escaneos SD-OCT (Tomografía de Coherencia Óptica de Dominio Espectral) e imágenes histológicas. Resultados - SD-OCT pudo determinar el límite entre la epidermis y la dermis. Aparte del estrato córneo (SC), no permitía la diferenciación de las capas epidérmicas individuales. En la SD-OCT y en el examen histológico, los espesores medios de las capas (μm ± SD) fueron (respectivamente): SC 33.053 ± μm (SD 5.85, 29.675 ± 5.54; epidermis 88.2 ± 7.97, 65.126 ± 13.23; dermis 259.86 ± 18,29, 166,05 ± 31,88 μm. Hubo una correlación entre el SD-OCT epidérmico total y las mediciones histológicas (r = 0,43, P = 0,05). Las gráficas de Bland-Altman revelaron un sesgo de -19,18 (intervalo de confianza del 95 %) -39,21 a 0,84 μm) en el caso de epidermis viva (estrato granuloso, estrato espinoso, estrato basal). Conclusiones y relevancia clínica- SD-OCT se puede utilizar para evaluar la epidermis y la dermis de rata. El método permite diferenciar el SC, así como la epidermis y la dermis. Las dimensiones de grosor de la epidermis y la piel difieren entre SD-OCT y la histología.

Hintergrund - Nichtinvasive diagnostische Techniken ermöglichen eine morphologische und morphometrische in vivo Evaluierung der Haut. Die optische Kohärenztomografie (OCT) ist eine Methode, die eine Visualisierung der dermalen Strukturen bis zu einigen hundert Mikrometern bei einer Auflösung von 3-7,5 μm erlaubt. Ziele - Das Ziel dieser Studie war eine morphologische und morphometrische Untersuchung von Rattenhaut mittels SD-OT. Tiere - Fünfzehn männliche Wistar Ratten im Alter von 3 bis 8 Monaten mit einem Gewicht von 350-450 g. Material und Methoden - Die Haut der plantaren Metatarsalgegend des rechten Hinterbeins wurde untersucht. Die Messungen wurden mittels SD-OCT Scan (Spectral Domain Optical Kohärenz Tomografie) und durch Verwendung histologischer Bilder ausgeführt. Ergebnisse - Die SD-OCT konnte die Grenze zwischen Epidermis und Dermis bestimmen. Außer beim Stratum corneum (SC) erlaubte es keine weitere Differenzierung der einzelnen Epidermisschichten. Bei der SD-OCT und bei der histologischen Untersuchung betrug die durchschnittliche Dicke der Schichten (μm ± SD) (beziehungsweise): SC 33,053 ± μm (SD 5,85; 26,675 ± 5,54; Epidermis 88,2 ± 7,97; 65,126 ± 13,23; Dermis 259,86 ± 18,29; 166,05 ± 31,88 μm. Es bestand eine Korrelation zwischen der Gesamt SD-OCT und den histologischen Messungen (r = 0,43, P = 0,05). Bland-Altmann Plot Diagramme zeigten eine Tendenz von -19,18 (95% Konfidenzintervall) -39,21 bis 0,84 μm) im Fall lebender Epidermis (Stratum granulosum, Stratum spinosum, Stratum basale). Schlussfolgerungen und klinische Bedeutung - SD-OCT kann zur Evaluierung von Ratten Epidermis und Dermis eingesetzt werden. Diese Methode ermöglicht die Unterscheidung des SC sowie der Epidermis und der Dermis. Die Dimensionen der SD-OCT und der histologischen Dicke der Epidermis und der Haut sind verschieden.

要約 背景 - 非侵襲的な診断技術により、皮膚の形態学的および形態計測的なin vivo評価が可能である。光干渉断層撮影(OCT)は、3~7.5μmの解像度で数百μmまでの真皮構造を可視化することができる方法である。 目的-本研究の目的は、SD-OCTを用いたラットの皮膚の形態学的および形態計測的評価であった。 被検動物 - 15匹の雄のWistarラット、生後3ヶ月と8ヶ月、体重は350-450g。 材料と方法 - 右骨盤肢の足底中足部の皮膚を評価した。測定はSD-OCT(Spectral Domain Optical Coherence Tomography)スキャンおよび組織学的画像を用いて実施した 結果 ・SD-OCTにより、表皮と真皮の境界を判断することができた。角層(SC)は別として、表皮の各層を区別することはできなかった。SD-OCTおよび組織学的検査において、層の平均厚さ(μm±SD)は、(それぞれ)であった。角層 33.053 ± μm(SD 5.85, 29.675 ± 5.54); 表皮 88.2 ± 7.97, 65.126 ± 13.23; 真皮 259.86 ± 18.29, 166.05 ± 31.88 μm であった。表皮全体のSD-OCTと組織学的測定値との間には相関があった(r = 0.43, P = 0.05)。Bland-Altmanプロットにより、生きた表皮(顆粒層、有棘層、基底層)の場合、-19.18(95%信頼区間)-39.21~0.84μmのバイアスが認められた。 結論と臨床的意義 - SD-OCTはラットの表皮と真皮の評価に使用することができる。本法は、表皮と真皮だけでなく、SCの存別も可能である。表皮と皮膚におけるSD-OCTと組織学的な厚さ寸法は異なる。.

背景-非侵入性诊断技术允许对皮肤进行形态学和形态计量学体内评估。光学相干断层扫描(OCT)是一种可使真皮结构可视化高达几百微米的方法,分辨率为3-7.5μm。 目的-本研究的目的是使用SD-OCT对大鼠皮肤进行形态学和形态计量学评估。 动物-15只雄性Wistar大鼠,3月龄和8月龄,体重350-450g。 材料和方法-评估右侧骨盆肢体爪底跖骨区域的皮肤。测量采用SD-OCT(谱域光学相干断层扫描)扫描和组织学图像。 结果- SD-OCT可确定表皮与真皮的边界。除角质层(SC)外,它无法区分表皮层各层。在SD-OCT和组织学检查中,有活表皮(颗粒层、棘层、基底层)的情况下,各层的平均厚度(μm±SD)分别为:SC 33.053±μm(SD 5.85,29.675±5.54;表皮88.2±7.97,65.126±13.23;真皮259.86±18.29,166.05±31.88μm)。总表皮SD-OCT与组织学测量值有相关性(r = 0.43,P = 0.05)。Bland-Altman图显示偏倚为-19.18(95%可信区间)-39.21~0.84 μm)。 结论和临床相关性- SD-OCT可用于评估大鼠表皮和真皮。该方法能够区分SC以及表皮和真皮。SD-OCT和组织学测出的表皮和皮肤厚度尺寸不同。.

Contexto - Técnicas diagnósticas não invasivas permitem a avaliação morfológica e morfométrica in vivo da pele. A tomografia de coerência óptica (OCT) é um método que possibilita a visualização de estruturas dérmicas de até centenas de micrômetros com uma resolução de 3-7,5 μm. Objetivos - O objetivo do estudo foi a avaliação morfométrica e morfológica da pele de ratos utilizando SD-OCT. Animais - Quinze ratos Wistar machos, de três a oito meses de idade, pesando de 350 a 450 g. Materiais e métodos - A pele da região metatársica plantar do membro pélvico direito foi avaliada. As mensurações foram realizadas utilizando o SD-OCT (Spectral Domain Optical Coherence Tomography) e imagens histológicas. Resultados - A SD-OCT foi capaz de determinar o limite entre derme e epiderme. A exceção do estrato córneo (SC), não foi possível a diferenciação das camadas da epiderme individualmente. Na SD-OCT e na avaliação histológica, as espessuras médias das camadas fora, (μm ± DP), respectivamente: SC 33,053 ± 5,85; 29,675 ± 5,54; epiderme 88,2 ± 7,97; 65,126 ± 13,23; derme 259,86 ± 18,29; 166,05 ± 31,88 μm. Houve correlação entre SD-OCT e avaliação histológica nas mensurações da epiderme total (r = 0,43, P = 0,05). Os gráficos de Bland-Altman revelaram um viés de -19,8% (95% de intervalo de confiança) - 39,21 a 0,84 μm) no caso da epiderme viva (estrato espinhoso, estrato granuloso e estrato basal). Conclusões e relevância clínica - SD-OCT pode ser utilizada para avaliar a derme e a epiderme de ratos. Este método permite a diferenciação do SC, bem como da derme e epiderme. Pode haver discrepância na espessura da epiderme e da pele na SD-OCT e análise histológica.

Keywords: SD-OCT; histological evaluation; measurements; morphometric analysis; optical coherence tomography; rats; skin.

MeSH terms

  • Animals
  • Dermis
  • Epidermis* / diagnostic imaging
  • Male
  • Rats
  • Rats, Wistar
  • Skin / anatomy & histology
  • Skin / diagnostic imaging
  • Tomography, Optical Coherence* / methods
  • Tomography, Optical Coherence* / veterinary