Microstructure of urinary stones as studied by means of multimodal nonlinear optical imaging

Abstract

Tracing aetiology and pathogenesis of urinary stone disease is of great importance in order to prescribe appropriate treatment and prevent recurrences. For this purpose, morphological examination combined with determination of chemical composition of urinary stones is fundamental. In this work, we have evaluated the potential of multimodal nonlinear optical imaging for investigation of (micro)structure and chemical composition of human urinary stones. The method provides high‐resolution multimodal images of the cross‐sectioned stones without any labelling or some other pretreatment of the samples. We have shown that various constituents of urinary stones can be well discriminated in the multimodal images according to their optical signals. In addition, small structures (1–5 µm in size) were observed in the cross‐sections of urinary stones of various types. These structures were identified as crystallites of uric acid. They could either act as an active element during formation of urinary stones or, more probably, be accidentally incorporated into their structure, as it is suggested by random distribution of the crystallites. The results of this work show that multimodal nonlinear optical imaging can provide relevant information about growth processes of urinary stones and deliver useful insights in aetiology and pathogenesis of urolithiasis. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.

Recent advances in linear and nonlinear Raman spectroscopy. Part XII

“…Pucetaite et al determined the microstructure of urinary stones by means of multimodal nonlinear optical imaging. Their results showed that multimodal nonlinear optical imaging can provide relevant information about growth processes of urinary stones and deliver useful insights into the etiology and pathogenesis of urolithiasis . Schlabritz‐Loutsevitch et al used Raman spectroscopy as a novel method in placental research.…”

“…Their results showed that multimodal nonlinear optical imaging can provide relevant information about growth processes of urinary stones and deliver useful insights into the etiology and pathogenesis of urolithiasis. [71] Schlabritz-Loutsevitch et al used Raman spectroscopy as a novel method in placental research. Their report is the first attempt to identify the Raman fingerprint associated with placental hypoxia.…”

Χαρακτηρισμός Νανοδομής Λίθων Του Ουροποιητικού Συστήματος Και Των Οστών

“…Φασµατοσκοπία Ενεργής Διασποράς Ακτίνων -Χ ή Energy Dispersive X -Ray Spectroscopy [13], [183], [184], [205], [208], [209]. Γενικά, η µικροσκοπία παρέχει πληροφορίες για τη µορφολογία της επιφανείας των δειγµάτων, το χρώµα (πλην των ηλεκτρονιακών µικροσκοπίων) και τη βασική σύνθεση των λίθων.…”

“…Γενικά, η µικροσκοπία παρέχει πληροφορίες για τη µορφολογία της επιφανείας των δειγµάτων, το χρώµα (πλην των ηλεκτρονιακών µικροσκοπίων) και τη βασική σύνθεση των λίθων. Τα δύο πιο κοινά µικροσκόπια είναι τα οπτικά και τα ηλεκτρονιακά µικροσκόπια σάρωσης, τα οποία όµως έχουν σηµαντικές διαφορές και στο επίπεδο µεγέθυνσης αλλά και στο κόστος χρήσης [9], [183], [205], [208]- [210] .…”

“…Η τεχνική αυτή, µε την χρήση διπλής ενέργειας πηγή, είναι µια βελτίωση της προαναφερθείσας τεχνικής που ονοµάζεται micro -CT, από όπου και παρέχονται λεπτοµερέστατες απεικονίσεις, τόσο τις επιφάνειας αλλά και του εσωτερικού του δείγµατος σε επίπεδο µερικών χιλιοστών. Ως µέθοδος είναι ακριβής στα αποτελέσµατα της και γρήγορη[202]-[205].Μια άλλη οµάδα φυσικών µεθόδων χαρακτηρισµού υλικών είναι η µικροσκοπία. Η µικροσκοπία ως µέθοδος, χρησιµοποιεί διατάξειςεξοπλισµό για να µεγεθύνει τµήµατα που είναι δύσκολο να παρατηρηθούν µε το ανθρώπινο µάτι.…”