Summary
En kompakt pulsad laserdiodbaserad stationär fotoakustisk tomografi (PLD-PAT)-system demonstreras för snabb dynamisk in vivo-avbildning av små animaliska kortikala kärl.
Abstract
Fotoakustisk (PA) tomografi (PAT) Imaging är en framväxande biomedicinsk avbildning modalitet användbar i olika prekliniska och kliniska tillämpningar. Skräddarsydda cirkulär ring array-baserade givare och konventionella skrymmande nd: YAG/OPO lasrar hämmar översättningen av PAT-systemet till kliniker. Ultrakompakt pulsad laserdioder (PLDs) används för närvarande som en alternativ källa för nära infraröd excitation för PA Imaging. Snabb dynamisk in vivo Imaging har visats med hjälp av ett kompakt PLD-baserat Desktop PAT-system (PLD-PAT). Ett visualiserat experimentellt protokoll som använder Skriv bordets PLD-PAT-system tillhandahålls i detta arbete för dynamisk hjärn avbildning in vivo. Protokollet beskriver Skriv bordet PLD-Pat system konfiguration, beredning av djur för hjärn kärl avbildning, och förfarande för dynamisk visualisering av indocyaningrönt grön (ICG) färgupptagningsförmåga och clearance process i råtta kortikala kärl.
Introduction
Photoacoustic datortomografi (Pact/Pat) är en lovande icke-invasiv biomedicinsk avbildning modalitet kombinerar rik optisk kontrast med hög ultrasond upplösning1,2,3,4, 5. När en nanosekund Pulsade laser insättningar energi på ljusabsorberande kromophores finns inuti någon biologisk vävnad, lokala temperaturökningar leder till termoelastisk expansion och sammandragning av vävnaden, vilket resulterar i generering av Tryck vågor. Dessa tryck vågor kallas ultraljud vågor eller photoacoustic (PA) vågor, som kan detekteras av ultraljud givare runt provet. De upptäckta pa signalerna rekonstrueras med hjälp av olika rekonstruktion algoritmer6,7,8,9 för att generera tvärsnitts pa bilder. PA Imaging ger strukturell och funktionell information från makroskopiska organ till mikroskopiska organeller på grund av våg längden beroende av endogena kromophores närvarande inuti kroppen10. PAT Imaging har framgångs rikt använts för bröst Cancer upptäckt1, Sentinel lymf körtel avbildning11, kart läggning av oxyhemoglobin (HbO2), deoxyhemoglobin (HBR), totalt hemoglobin koncentration (HBT), syremättnad (so och 2) 12 av de , 13, tumör angiogenes14, små djur hela kroppen Imaging15, och andra tillämpningar.
Nd: YAG/OPO lasrar är konventionella excitation källor för första generationen PAT-system som används i stor utsträckning i photoacoustic gemenskap för små djur avbildning och djup vävnad Imaging16. Dessa lasrar ger ~ 100 mJ energi pulser vid låga repetitions hastigheter på ~ 10-100 Hz. PAT-bildbehandlings system som använder dessa kostsamma och skrymmande lasrar lämpar sig inte för höghastighets avbildning med ultraljudstranstorer (SUTs), på grund av den begränsade puls repetitions hastigheten. Detta hämmar real tids övervakning av fysiologiska förändringar som sker vid höga hastigheter inne i djuret. Med hjälp av array-baserade givare som linjära, semi-cirkulär, cirkulär, och volymetriska arrayer med nd: YAG laser excitation, är höghastighets avbildning möjligt. Dessa mat ris givare är dock dyra och ger lägre känslighet jämfört med SUTs; men bild hastigheten begränsas av laserns låga repetitions hastighet. State-of-the-art enda impuls PACT system med anpassade full-ring array givare få PA-data på 50 Hz bild frekvenser17. Dessa array givare behöver komplexa back-end emot elektronik och signal förstärkare, vilket gör det övergripande systemet dyrare och svårare för klinisk användning.
Deras kompakta storlek, lägre kostnads krav och högre puls repetitions hastighet (i storleksordningen KHz) gör pulsade laserdioder (PLDs) mer lovande för Real tids avbildning. På grund av dessa fördelar används PLDs aktivt som en alternativ excitation källa i andra generationen PAT-system. PLD-baserade Pat-system har framgångs rikt demonstrerats för bild Rute hastighet med hjälp av mat ris givare18, djup vävnad och hjärn avbildning19,20,21, kardiovaskulär sjukdoms diagnos22 , och reumatologiska diagnos23. Eftersom SUTs är mycket känsligt och billigare jämfört med mat ris givare används de fortfarande flitigt för PAT-avbildning. Fiberbaserat PLD-system har visats för fantom avbildning24. Ett bärbart PLD-PAT-system har visats tidigare genom att montera PLD inuti PAT-skannern25. Med en SUT cirkulär scanner, Phantom Imaging utfördes under 3 s av skannings tid, och in vivo råtta hjärn avbildning utfördes under en 5 s period med detta PLD-PAT system19.
Dessutom har förbättringar gjorts till detta PLD-Pat-system för att göra det mer kompakt och skapa en stationär modell med åtta akustiska reflektor-baserade Single-element ultraljud givare (sutrs)26,27. Här placerades SUTs i en vertikal i stället för horisontell riktning med hjälp av en 90° akustisk reflektor28. Detta system kan användas för skannings tider på upp till 0,5 s och ~ 3 cm djup i vävnads avbildning och in vivo små djur hjärn avbildning. I detta arbete, detta skriv bord PLD-Pat-system används för att ge visuell demonstration av experiment för in vivo hjärn avbildning hos små djur och för dynamisk visualisering av upptag och clearance process av Food and Drug Administration (FDA)-godkänd indocyaningrönt grönt (ICG) färg ämne i rått hjärnor.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Alla djur försök utfördes i enlighet med de rikt linjer och förordningar som godkänts av den institutionella djur vård och användning kommitté Nanyang Technological University, Singapore (djur protokoll nummer ARF-SBS/NIE-A0331).
1. Beskrivning av systemet
- Montera PLD-lasern i den cirkulära skannern och montera den optiska diffusorn (OD) framför PLD-utpasfönstret för att göra utgångs strålen homogen, som visas i figur 1a. Anslut PLD till laser förar enheten (LDU).
Obs: den PLD genererar ~ 816 nm våglängd pulser, pulser av ~ 107 ns i varaktighet, och upp till en 2 KHz repetitions frekvens med en maximal puls energi på ~ 3,4 mJ. LDU består av kyl aggregat, 12 V strömförsörjning, variabel hög spännings matning för att styra laser effekt, och funktion generator för att ändra puls repetitions hastighet. - Montera alla åtta SUTRs på varje SUTR-hållare en i taget så att ytan på varje akustisk reflektor riktas mot mitten av skannings området, som visas i figur 1b. Anslut varje SUTR-kabel till låg ljud signal förstärkaren med hjälp av anslutnings kablar.
Obs: ultraljudsgivarens centrala frekvens är 5 MHz och har ett aktivt område med 13 mm diameter. Två förstärkare vardera med 24 dB förstärkning ansluts i serie för varje kanal. - Slå på kyl aggregatets strömförsörjning och slå sedan på strömbrytaren på kyl aggregatet för att ställa in temperaturen mellan 20 ° c och 25 ° c.
- Slå på strömförsörjningen till lågspännings försörjningen och vrid sakta den nuvarande kontrollen för att ställa in den aktuella gränsen på 0,3 A. Ställ in spänningen på 12 V. kontrol lera att strömmen inte överstiger 0,1 A.
- Slå på tillförseln av hög spännings matning. Tryck på "Preset"-knappen och Ställ in strömmen till 1 A och spänningen till 0 V. Aktivera "output"-knappen: 0 V/0 A.
- Slå på nät aggregatet på funktions generatorn. Tryck på knappen "återkalla" och välj en 2 KHz-konfiguration för att generera laser pulser vid denna repetitions hastighet.
- Placera akryl tanken inuti skannern som visas i figur 1a och fyll tanken med vatten så att detekterings ytan på sutrs är nedsänkt helt i vatten.
- Se till att alla SUTRs upptäcka ytor är inne i vatten mediet. Slå på strömtillförseln till låg ljud signal förstärkaren.
2. djur beredning för råtta hjärn avbildning
Obs: friska honråttor (se tabell över material) användes för att demonstrera den ovan beskrivna Skriv bordet PLD-Pat-system för avbildning små djur kortikala vaskulatur.
- Håll djuret på ryggen genom att gripa huvudet och kroppen rörelse. Anesthetize djuret genom intraperitoneal injektion av en blandning av 2 mL Ketamin (100 mg/mL), 2 mL xylazin (20 mg/mL), och 1 mL saltlösning (dosering av 0,2 mL/100 g).
Anmärkning: efter injektionen, är djurets tå klämde för att testa för eventuella positiva reflexer såsom ben eller kropps rörelser, vocalization, eller markerade ökningar i respirationer. En frånvaro av sådan reflex handlingar bekräftar lyckad bedövande av djur. - För att förhindra torrhet på grund av anestesi och laser belysning, mycket noggrant tillämpa konstgjord tår salva till rått ögon. Placera djuret i liggande ställning på arbets bänken och ta bort pälsen på hår botten av djuret med hjälp av en hår trimmer och försiktigt tillämpa hårborttagningskräm till det rakade området och ta bort pälsen helt.
- Efter 4 – 5 min, ta bort den applicerade krämen med en bomulls pinne.
- Montera den skräddarsydda djur hållaren (se material tabell) utrustad med en andnings mask (se material tabell) på en Lab-Jack.
- Placera djuret i liggande ställning på hållaren så att huvudet vilar på hållarens horisontella plattform. Använd kirurgisk tejp för att säkra djuret till hållaren.
- Se till att andnings masken täcker näsan och munnen på råttan för att ge anestesi blandningen. Andnings masken är anpassad för att passa bild fönstret. 10% av den kommersiellt tillgängliga näskonen skärs och ansluts sedan till ett stycke handske.
- Anslut andnings masken till anestesi maskinen innan du slår på den.
- Slå på anestesi maskinen och Ställ in den för att leverera anestesi blandning innehåll ande 1,0 L/min syre med 0,75% isofluran till djur andnings masken.
- Kläm fast pulsoximetern till ett av djurets bakben för att övervaka dess fysiologiska tillstånd.
- Applicera ett lager av färglös ultraljud gel i hår botten av råtta med hjälp av en bomullstippad applikator. Justera Lab-Jack positionen till mitten av skannern och justera höjden på Lab-Jack manuellt så att Imaging planet är i centrum av den akustiska reflektor.
3. dynamisk in vivo Imaging av upptag och clearance process av ICG i råtta hjärna
- Ställ in parametrarna i data insamlings program varan (se material tabell) för en förvärvs skanning på 360 °.
- Slå på PLD laser emission genom att aktivera utgången av funktions generatorn (laser emission kommer att starta). Sedan, långsamt öka spänningen i variabeln hög spännings matning till 120 V för maximal per puls energi.
- Kör data insamlings program (se material tabell) program för att rotera alla åtta sutrs i 360 ° över en 4 s Scan tid.
Obs: till exempel, om SUTRs roteras för 4S, ger PLD 8 000 (= 4 x 2 000) pulser och varje SUTR samlar 8000 A-linjer. Dessa 8 000 A-Lines reduceras till 400 med genomsnitt över 20 signaler (efter genomsnitt A-Lines = 8000/20 = 400). Ett återuppbyggnads program baserat på Delay-och-Sum back Projection algoritm används för att ta reda på scanning radie varje SUTR. - Avaktivera utdata från funktions generatorn för att stänga av laser utsläppet.
- Med hjälp av rekonstruktion algoritm i data behandling program vara (se tabell över material) ta reda på scanning radie av alla åtta sutrs av Trial-and-error, med hjälp av back-projektion algoritm.
- Ställ in parametrarna i data insamlings program (se tabell över material) för 45 ° förvärv över en 0,5 s Scan tid.
Obs: till exempel, om SUTRs roteras för 0.5 s, den PLD levererar 1 000 (= 0,5 x 2 000) pulser och varje SUTR samlar 1000 A-linjer. Dessa 1 000 A-Lines reduceras till 400 med genomsnitt över 20 signaler (efter genomsnitt A-Lines = 1000/20 = 50). - Aktivera utmatning av funktions generatorn för att slå på laser utsläppet.
- Kör data insamlings programmet (se tabell över material) för att rotera alla åtta sutrs i 45 ° för att erhålla initial kontroll data innan ICG administreras.
- Avaktivera utdata från funktions generatorn för att stänga av laser utsläppet.
- Identifiera svans venen av djuret och injicera 0,3 mL ICG (se tabell över material) (323 μM) i svans venen hos råtta.
4.
Anmärkning: 1,25 mg ICG pulver vägs med hjälp av en mikro-vägning maskin och blandas med 5 mL destillerat vatten för att erhålla en koncentration av 323 μM för ICG lösningen.
- Aktivera utmatning av funktions generatorn för att slå på laser utsläppet.
- Kör data insamlings program (se tabell över material) program för att förvärva a-Lines över en 0,5 s Scan tid i 45 ° rotation.
5.
Obs: A-linjer som förvärv ATS under en 0,5 s skannings tid används för att generera en tvärsnitts bild. Det finns tids lucka på ~ 0,4 – 0,6 s mellan varje skanning.
- Efter data förvärvet är över, med hjälp av back-projektion algoritm i data behandling program vara (se tabell över material), rekonstruera tvärsnitts hjärn bilden från de sparade A-linjer.
- Stäng av lasern och stäng sedan av anestesi maskin, Sänk Lab-Jack och ta bort djuret från scenen. Returnera djuret till buren och monitorn tills det återfår medvetandet.
Figur 1: Schematisk för PLD-Pat-systemet på Skriv bordet. (A) Schematisk av Skriv bordet PLD-Pat inrättas. PLD: pulsad laserdiod, OD: optisk diffusor, SUTR: akustisk reflektor baserad Single-element ultraljud givare, AM: anestesi maskin, CSP: cirkulär skanning plattan, SM: stepper motor, LDU: laser drivande enhet, AMP: förstärkare, DAQ: data insamlings kort. (B) cirkulärt arrangemang av åtta Sutr runt skannings centrum. Vänligen klicka här för att se en större version av denna siffra.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Potentialen i det beskrivna Skriv bordet PLD-PAT-systemet för dynamisk in vivo hjärn avbildning har visats i detta protokoll med motsvarande resultat. Hög-fart tänkbar anlagen om desktopen PLD-PAT system var bevisat vid utförande i vivo hjärna tänkbar av frisk kvinno-råtta. PA-signaler samlades in med hjälp av åtta Sutr roterande i 360 ° och 45 ° runt råtta hjärnan vid skannings hastigheter på 4 s och 0,5 s, respectively. Figur 2A, B Visa hjärn bilder av en honråtta (98 g) vid skannings hastigheter på 4 s respektive 0,5 s. Sagittal sinus (SS) och tvärgående sinus (TS) syns tydligt i båda bilderna. Figur 2C , D Visa fotografier av rått hjärna före och efter avlägsnande av hår botten över hjärn området, respektive. PAT Imaging utfördes icke-invasivt med intakt hud och skalle.
Figur 2: icke-invasiva in vivo Desktop PLD-Pat-bilder. In vivo bilder av kortikal vaskulatur vid genomsöknings tider av (a) 4 s och (B) 0,5 s. SS: SAGITTAL sinus, TS: tvärgående sinus. (C) och (D) är fotografier av rått hjärnan före och efter avlägsnande av hår botten, respektive. Vänligen klicka här för att se en större version av denna siffra.
Före injicering av ICG i svans venen av samma råtta förvärvades kontroll data. Efter injicering av ICG förvärvades PA-data kontinuerligt för första 5 min med en 0,5 skannings tid. Sedan, PA data förvärvades på ~ 2-3 min intervaller med 0,5 s Scan gånger vardera för nästa 15-20 min. figur 3 visar handlingen representerar ökningar i genomsnitt pa-signal i sagittal sinus (SS) på grund av ökningar i optisk absorption av icg vid 816 nm våg längder och därefter minskar med tiden.
Figur 3: farmakokinetiken för ICG. Farmakokinetiken för ICG som visar upptagnings-och clearance-processen. Den röda pilmarkeringen visar tiden för injektion av ICG i svans venen. Vänligen klicka här för att se en större version av denna siffra.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Detta arbete presenterar ett protokoll för att använda en stationär PLD-PAT-system för att genomföra experiment på små djur som råttor för in vivo hjärn avbildning och dynamisk snabb-upptag och clearance process av kontrast medel som ICG. Skrymmande, dyra OPO-PAT-system tar flera minuter (2-5 min) att förvärva en enda tvärsnitts in vivo-bild. En kompakt, låg kostnad, första generationens bärbara PLD-PAT-system ger enkel tvärsnitts in vivo bilder i 5 s. I kontrast, en hög-fart, kompakt, låg-kostnad desktopen PLD-PAT system återge en hög kvalitet 2D korsa-sektions-i vivo bild i rättvis 0,5 s26. Här visades samma station ära PLD-PAT-system för snabb in vivo dynamisk hjärn avbildning. Med hjälp av detta system, kontinuerlig övervakning av snabbt föränderliga fysiologiska fenomen utförs inuti små djur för en snabb uppgång och fall av PA-signaler på grund av ICG upptag och clearance processer. PLDs har dock några begränsningar såsom enstaka våglängdsgenerering, som förbjuder funktionell avbildning. Dessutom behövs flera våglängdsbelysning för att förvärva den funktionella informationen. Dessutom är bilddjup begränsad på grund av en låg per-puls-energi av PLD, som kan kringgås med hjälp av exogena foto akustiska kontrast medel för att förbättra bild tagnings djupet.
Under genomförandet av experimenten med det station ära PLD-PAT-systemet måste vissa försiktighets åtgärder vidtas: (a) på grund av den icke-enhetliga strål profilen för PLD-lasern bör en optisk diffusor användas i laser utmatnings fönstret, (b) det bör säkerställas att PLD-laserstrålen är i skannings centrum och att alla Sutr är vända mot mitten av PAT skannern, (c) försiktighet bör iakttas under anestesi injektion så att omgivande organ som urin blåsa, njurar och tarmar inte påverkas, (d) en ordentlig mängd anestesi blandningen skall injiceras i enlighet med djurets vikt, (e) under förfarandet för att trimma håret på djur huvudet måste repor i hår botten undvikas, och (f) det måste säkerställas att rått hjärnans avbildnings plan är i mitten av den akustiska c reflektor för SUTRs. Fel sökning kan behövas om bild kvaliteten är låg. Stora tillämpningar av detta system inkluderar hög bild hastighet Imaging (1 ram i 0,5 s), små djur hjärn tumör Imaging, subkutan tumör avbildning, och undersöker biomaterial för potentiella PA kontrast medel och terapeutiska tillämpningar.
Säkerhets gränsen för maximal tillåten exponering (MPE) för in vivo-avbildning styrs av ANSI-lasersäkerhetstanda29. Dessa säkerhets begränsningar är beroende av laser puls bredd, belysnings område, exponerings tid och belysningens våglängd, liksom flera andra faktorer. Högre än ett våglängdsområde på 700 – 1050 nm och maximalt per puls energi täthet på hudytan bör inte överstiga 20 x 102 (λ-700)/1000 MJ/cm2, där λ (i nm) är belysningens våglängd. Så, den MPE säkerhet gräns på en 816 nm våglängd av PLD lasern Använd är ~ 34,12 mJ/cm2. För kontinuerlig belysning av lasern under en period av t = 0,5 s blir den största tillåtna säkerhets gränsen 1,1 x 102 (λ-700)/1000 × t0,25 J/cm2 (= 1,58 J/cm2). Puls upprepnings frekvensen för PLD upprätthölls vid 2 000 Hz i alla experiment. Under loppet av en 0,5 s skannings tid, totalt 1 000 (0,5 x 2 000) pulser levererades till provet. Detta innebär att per puls, det största tillåtna felet var 1,58 mJ/cm2. Skriv bordet PLD-PAT-systemet ger en per puls energi på ~ 3,4 mJ. Lasern energi täthet upprätthölls på ~ 0,17 mJ/cm2 på hjärnans område som laser strålen expanderade över en ~ 20 cm2 område. Denna laser energi täthet var långt under ANSI-säkerhetsgränsen under en period av 0,5 s. Genom att minska puls repetitions hastigheten, minska laser effekten eller utvidga laser strålen kan ANSI-laserns säkerhets gräns för skriv bordets PLD-PAT-system ändras.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Författarna har inga relevanta ekonomiska intressen eller potentiella intresse konflikter att avslöja.
Acknowledgments
Forskningen stöds av Singapores hälso Vårds ministeriets nationella medicinska forsknings råd (NMRC/OFIRG/0005/2016: M4062012). Författarna vill tacka Mr Chow WAI Hoong Bobby för maskin verkstad stöd.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 12 V power supply | Voltcraft | PPS-11810 | To supply operating voltage for PLD |
| Acoustic reflector | Olympus | F102 | 45 degree reflector augmented to the ultrasound transducer |
| Acrylic water tank | NTU workshop | Custom-made | It is used to hold water that acts as an acoustic coupling medium between animal brain and detector |
| Anesthetic Machine | Medical plus pte ltd | Non-Rebreathing Anaesthesia machine with oxygen concentrator. | Supplies oxygen and isoflurane to animal |
| Animal distributor | In Vivos Pte Ltd, Singapore | Animal distributor that supplies small animals for research purpose | |
| Animal holder | NTU workshop | Custom-made | Used for holding animal on its abdomen |
| Breathing mask | NTU workshop | Custom-made | Used along with animal holder to supply anesthesia mixture to the animal |
| Circular Scanner | NTU workshop | Custom-made | Scanner is made out of aluminum |
| DAQ (Data acquisition) Card | Spectrum | M2i.4932-exp | 16 bit, 30 Ms/s, 8 channels, 1 Gs, PCIe |
| Data acqusition software | National Instruments Corporation,Austin,TX,USA) | NI LabVIEW 2015 SP1 (32 bit) | LabVIEW based program developed in our laboratory for controlling the stepper motor and acquring the PA singnals from the detector |
| Data processing software | Matlab (Mathworks, Natick, MA, USA) | Matlab R2015b | Matlab code developed in our laboratory for reconstructing cross-sectional PA images |
| Function generator | RIGOL | DG1022 | To change the repetition rate of the PLD. It will provide TTL signal to synchronize the DAQ with the laser excitation. |
| Low noise signal amplifier | Genetron | Custom-made using Mini-circuits, ZFL-500LN-BNC | To receive, and amplify the PA signal from SUTR. Its gain is 24 dB. |
| Optical diffuser | Thorlabs | DG-120 | Used to to make the laser beam homogeneous |
| Pulsed laser diode | Quantel, France | QD-Q1924-ILO-WATER | It is the excitation laser source with specifications of 816 nm wavelength, 3.4 mJ per pulse energy, 107 ns pulse width, 2 KHz maximum pulse repitition rate, dimensions : 13.0 x 7.6 x 5.0 cm |
| Rats | In Vivos Pte Ltd, Singapore | NTac:SD, Sprague Dawley / SD | Female, weight 100±10g, strain of rats: Sprague Dawley, age: 4-5 weeks |
| Stepper motor with gearbox | LIN Engineering (Servo Dynamics) | Motor: CO-5718L-01P-RO, Gearbox: DPL64/1; Power supply PW-100-24 | To move the detector holder in a circular geometry. Torque: 2.08 N-m, Rotor inertia: 2.6 kg-cm2 |
| Ultrasound gel | Progress/parker acquasonic gel | PA-GEL-CLEA-5000 | Clear ultrasound gel |
| Ultrasound Transducer | Olympus | V309-SU/ U8423013 | Ultrasonic sensors used for photoacoustic detection. Central freqency 5 MHz, 0.5 in |
| Variable high voltage power supply | Elektro-Automatik | EA-PS 8160-04 T | To change the laser output power |
References
- Lin, L., et al. Single-breath-hold photoacoustic computed tomography of the breast. Nature Communications. 9 (1), 2352 (2018).
- Upputuri, P. K., Pramanik, M. Fast photoacoustic imaging systems using pulsed laser diodes: a review. Biomedical Engineering Letters. 8 (2), 167-181 (2018).
- Yao, J., Wang, L. V. Recent progress in photoacoustic molecular imaging. Current Opinion in Chemical Biology. 45, 104-112 (2018).
- Upputuri, P. K., Pramanik, M. Recent advances toward preclinical and clinical translation of photoacoustic tomography: a review. Journal of Biomedical Optics. 22 (4), 041006 (2017).
- Yao, J., Wang, L. V.
- Awasthi, N., Kalva, S. K., Pramanik, M., Yalavarthy, P. K. Image Guided Filtering for Improving Photoacoustic Tomographic Image Reconstruction. Journal of Biomedical Optics. 23 (9), 091413 (2018).
- Kalva, S. K., Pramanik, M. Experimental validation of tangential resolution improvement in photoacoustic tomography using a modified delay-and-sum reconstruction algorithm. Journal of Biomedical Optics. 21 (8), 086011 (2016).
- Pramanik, M. Improving tangential resolution with a modified delay-and-sum reconstruction algorithm in photoacoustic and thermoacoustic tomography. The Journal of the Optical Society of America. 31 (3), 621-627 (2014).
- Xu, M., Wang, L. V. Universal back-projection algorithm for photoacoustic computed tomography. Physical Review E. 71 (1), 016706 (2005).
- Wang, L. V., Hu, S. Photoacoustic Tomography: In Vivo Imaging from Organelles to Organs. Science. 335 (6075), 1458-1462 (2012).
- Sivasubramanian, K., Periyasamy, V., Pramanik, M. Non-invasive sentinel lymph node mapping and needle guidance using clinical handheld photoacoustic imaging system in small animal. Journal of Biophotonics. 11 (1), e201700061 (2018).
- Hu, S., Maslov, K., Wang, L. V. Second-generation optical-resolution photoacoustic microscopy with improved sensitivity and speed. Optics Letters. 36 (7), 1134-1136 (2011).
- Stein, E. W., Maslov, K., Wang, L. V. Noninvasive, in vivo imaging of blood-oxygenation dynamics within the mouse brain using photoacoustic microscopy. Journal of Biomedical Optics. 14 (2), 020502 (2009).
- Ku, G., Wang, X. D., Xie, X. Y., Stoica, G., Wang, L. V. Imaging of tumor angiogenesis in rat brains in vivo by photoacoustic tomography. Applied Optics. 44 (5), 770-775 (2005).
- Ma, R., Taruttis, A., Ntziachristos, V., Razansky, D. Multispectral optoacoustic tomography (MSOT) scanner for whole-body small animal imaging. Optics Express. 17 (24), 21414-21426 (2009).
- Zhou, Y., et al. A Phosphorus Phthalocyanine Formulation with Intense Absorbance at 1000 nm for Deep Optical Imaging. Theranostics. 6 (5), 688-697 (2016).
- Li, L., et al. Single-impulse panoramic photoacoustic computed tomography of small-animal whole-body dynamics at high spatiotemporal resolution. Nature Biomedical Engineering. 1 (1), 0071 (2017).
- Sivasubramanian, K., Pramanik, M. High frame rate photoacoustic imaging at 7000 frames per second using clinical ultrasound system. Biomedical Optics Express. 7 (2), 312-323 (2016).
- Upputuri, P. K., Pramanik, M. Dynamic in vivo imaging of small animal brain using pulsed laser diode-based photoacoustic tomography system. Journal of Biomedical Optics. 22 (9), 090501 (2017).
- Upputuri, P. K., Periyasamy, V., Kalva, S. K., Pramanik, M. A High-performance compact photoacoustic tomography system for in vivo small-animal brain imaging. Journal of Visualized Experiments. (124), e55811 (2017).
- Upputuri, P. K., Pramanik, M. Pulsed laser diode based optoacoustic imaging of biological tissues. Biomedical Physics & Engineering Express. 1 (4), 045010-045017 (2015).
- Arabul, M. U., et al. Toward the detection of intraplaque hemorrhage in carotid artery lesions using photoacoustic imaging. Journal of Biomedical Optics. 22 (4), (2016).
- Daoudi, K., et al. Handheld probe integrating laser diode and ultrasound transducer array for ultrasound/photoacoustic dual modality imaging. Optics Express. 22 (21), 26365-26374 (2014).
- Allen, J. S., Beard, P. Pulsed near-infrared laser diode excitation system for biomedical photoacoustic imaging. Optics Letters. 31 (23), 3462-3464 (2006).
- Upputuri, P. K., Pramanik, M. Performance characterization of low-cost, high-speed, portable pulsed laser diode photoacoustic tomography (PLD-PAT) system. Biomed Opt Express. 6 (10), 4118-4129 (2015).
- Kalva, S. K., Upputuri, P. K., Pramanik, M. High-speed, low-cost, pulsed-laser-diode-based second-generation desktop photoacoustic tomography system. Optics Lett. 44 (1), 81-84 (2019).
- Kalva, S. K., Hui, Z. Z., Pramanik, M. Calibrating reconstruction radius in a multi single-element ultrasound-transducer-based photoacoustic computed tomography system. J Opt Soc Am A. 35 (5), 764-771 (2018).
- Kalva, S. K., Pramanik, M. Use of acoustic reflector to make compact photoacoustic tomography system. Journal of Biomedical Optics. 22 (2), 026009 (2017).
- American National Standard for Safe Use of Lasers. ANSI Standard Z136.1-2007. , NY. (2007).
