Name: كيفية بناء ليزر الرقطة التباين التصوير (LSCI) نظام لمراقبة تدفق الدم (فيديو) | JoVE Journal
Uploaded: 2010-11-11T15:10:00.000+00:00
Duration: 5 min 24 s
Description: تعلم بناء نظام تصوير تباين الرقعة الليزرية (LSCI) لمراقبة تدفق الدم في الحيوانات الصغيرة في الوقت الفعلي. يستخدم هذا النظام كاميرا ومصدر ليزر لتحليل ديناميكيات الأوعية الدموية.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

playerTrialDesktop

الكتاب يقر بدعم من جمعية القلب الاميركية (0735136N) ، ومؤسسة دانا ، المؤسسة الوطنية للعلوم (CBET/0737731) ، ومؤسسة كولتر.

1. الإعداد والتصوير <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> وينبغي أن شنت الكاميرا مع عدسة التكبير الماكرو إلى مرحلة الرأسي أو الميكروسكوب الجراحي (بدلا من عدسة التكبير الكلي ، وهو الهدف عدسة المجهر وبسيطة أو نظام العدسة يمكنهما أن تستخدم اعتمادا على التكبير المطلوب). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تحميل البرمجيات المناسبة من موقعنا على الانترنت للسيطرة على الكاميرا ( <a href="http://bach.bme.utexas.edu/mediawiki/index.php/Software">http://bach.bme.utexas.edu/mediawiki/index.php/Software</a> ). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> وينبغي استخدام برنامج الكاميرا للتأكد من كائن هو في التركيز على الارتفاع المطلوب </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ثم ينبغي ليزر ديود مع مجموعة إيزاء تقام متباعدة بحيث يضيء ضوء الليزر الكائن. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> رفض / إيقاف كافة الإضاءة المحيطة للتأكد من أن ضوء الليزر هو إلقاء الضوء بالتساوي الحقل بأكمله نظر الكاميرا. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> في هذا المثال ، تم استخدام ضوء الليزر الأحمر لأنه كان من الأسهل لشرح كيفية بناء النظام ، ولكن الأشعة تحت الحمراء ضوء الليزر يمكن بسهولة مثلما يتم استخدام وسيكون له فائدة على اختراق أعمق وبالإضافة إلى ذلك في الأنسجة. أيضا ، مع الفلاتر المناسبة أمام الكاميرا لحجب الضوء المرئي ، يمكن أن تستخدم الأشعة تحت الحمراء مع أضواء على الغرفة. </li></ol> 2. تحضير جراحي <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> هذه هي عملية جراحية غير البقاء ، رغم أنه يمكن القيام به التجربة مزمن في دراسة البقاء على قيد الحياة باستخدام نافذة الغرفة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تخدير الحيوانات ووضعها في إطار المجسم. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إزالة الجلد والأنسجة المحيطة الجمجمة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> باستخدام حفر الأسنان والجمجمة رقيقة فوق المنطقة المطلوب الدماغ على الشفافية والحرص على مسح السطح مع المياه المالحة في كثير من الأحيان من أجل تجنب إلحاق الضرر في الدماغ. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> استخدام الاسمنت الأسنان لإنشاء بئر في جميع أنحاء المنطقة المرغوبة ومن ثم وضع قطرة من الزيت المعدني أو هلام السيليكون في البئر لتحسين الرؤية. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> بدلا من ذلك ، يمكن إزالة الجمجمة ويمكن إنشاء نافذة الغرفة هنا. </li></ol> 3. جمع البيانات <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> استخدام برنامج الكاميرا للحصول على الصور وأيضا حساب القيم رقطة التباين. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> وضع الحيوانات في مجال الرؤية للكاميرا وضبط ارتفاع تركيز عدسة الكاميرا أو حتى ينظر إليها صورا واضحة من الأوعية الدموية. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تأكد من أن ما يكفي من ضوء الليزر هو الوصول إلى الكاميرا دون أن تشبع. باستخدام الرسم البياني للصورة ، ضبط قوة الليزر لضمان متحمسون غالبية بكسل الكاميرا لقدرتها حوالي النصف. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> حدد عدد الصور التي ترغب في الحصول على ومدى المتوسط ​​يجب القيام به قبل بداية التجربة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> بمجرد أن تبدأ التجربة ، يمكن بسهولة تغيير تدفق الدم يمكن رصدها من خلال تحديد مناطق المصالح أو عن طريق توليد صورة من تدفق الدم النسبي. </li></ol> 4. ممثل النتائج ويظهر الشكل 1 مثالا لصورة نموذجية رقطة الخام وصورة النقيض تحويل رقطة التي ينبغي إنشاؤها عند استخدام البرنامج لدراسة تدفق الدم في الدماغ. لتصور التغيرات في تدفق الدم ، فمن الأسهل الحصول على برنامج توليد خرائط النسبية لتدفق الدم. ويبين الشكل 2 سلسلة الصور النمطية للالنسبية تدفق الدم خلال زيادة عابرة في تدفق الدم التي تنتقل عبر مجال الرؤية. اللون الأحمر يمثل زيادة في تدفق الدم في حين أن اللون الأزرق يدل على انخفاض. اللون الأخضر يشير إلى أنه لا يوجد أي تغيير في نسبة تدفق الدم إلى خط أساس معين. <img src="/files/ftp_upload/2004/2004fig1.jpg" alt="الشكل 1" data-altupdatedat="1787634011000" data-alt="الشكل 1"> الشكل 1. مثال لطخة الخام الصورة (يسار) ورقطة صورة النقيض (يمين). <img src="/files/ftp_upload/2004/2004fig2.jpg" alt="الشكل 2" data-altupdatedat="1787634011000" data-alt="الشكل 2"> الشكل 2. مثال قريب من عدة لوحات من تدفق الدم في نقاط زمنية مختلفة خلال زيادة عابرة في تدفق الدم يتبعه انخفاض في تدفق الدم.

<ol><li>Briers, J. D., Fercher, A. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Retinal+blood-flow+visualization+by+means+of+laser+speckle+photography%5BTitle%5D)+AND+%22Invest.+Ophthalmol.+Vis.+Sci%22%5BJournal%5D)">Retinal blood-flow visualization by means of laser speckle photography.</a> Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 22, 255-259 (1982).</li>
<li>Boas, D. A., Dunn, A. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Laser+speckle+contrast+imaging+in+biomedical+optics%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Biomed.+Opt%22%5BJournal%5D)">Laser speckle contrast imaging in biomedical optics.</a> J. Biomed. Opt. 15, 011109-011109 (2010).</li>
<li>Dunn, A. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Simultaneous+imaging+of+total+cerebral+hemoglobin+concentration%2C+oxygenation%2C+and+blood+flow+during+functional+activation%5BTitle%5D)+AND+%22Opt+Lett%22%5BJournal%5D)">Simultaneous imaging of total cerebral hemoglobin concentration, oxygenation, and blood flow during functional activation.</a> Opt Lett. 28, 28-30 (2003).</li>
<li>Devor, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Coupling+of+the+cortical+hemodynamic+response+to+cortical+and+thalamic+neuronal+activity%5BTitle%5D)+AND+%22Proc+Natl+Acad+Sci+U+S+A%22%5BJournal%5D)">Coupling of the cortical hemodynamic response to cortical and thalamic neuronal activity.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 102, 3822-3827 (2005).</li>
<li>Ayata, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Pronounced+hypoperfusion+during+spreading+depression+in+mouse+cortex%5BTitle%5D)+AND+%22J+Cereb+Blood+Flow+Metab%22%5BJournal%5D)">Pronounced hypoperfusion during spreading depression in mouse cortex.</a> J Cereb Blood Flow Metab. 24, 1172-1182 (2004).</li>
<li>Jones, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Simultaneous+multispectral+reflectance+imaging+and+laser+speckle+flowmetry+of+cerebral+blood+flow+and+oxygen+metabolism+in+focal+cerebral+ischemia%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Biomed.+Opt%22%5BJournal%5D)">Simultaneous multispectral reflectance imaging and laser speckle flowmetry of cerebral blood flow and oxygen metabolism in focal cerebral ischemia.</a> J. Biomed. Opt. 13, (2008).</li>
<li>Dunn, A. K., Bolay, H., Moskowitz, M. A., Boas, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dynamic+imaging+of+cerebral+blood+flow+using+laser+speckle%5BTitle%5D)+AND+%22J+Cereb+Blood+Flow+Metab%22%5BJournal%5D)">Dynamic imaging of cerebral blood flow using laser speckle.</a> J Cereb Blood Flow Metab. 21, 195-201 (2001).</li>
<li>Dunn, A. K., Devor, A., Dale, A. M., Boas, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Spatial+extent+of+oxygen+metabolism+and+hemodynamic+changes+during+functional+activation+of+the+rat+somatosensory+cortex%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroimage%22%5BJournal%5D)">Spatial extent of oxygen metabolism and hemodynamic changes during functional activation of the rat somatosensory cortex.</a> Neuroimage. 27, 279-290 (2005).</li>
<li>Farkas, E., Bari, F., Obrenovitch, T. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Multi-modal+imaging+of+anoxic+depolarization+and+hemodynamic+changes+induced+by+cardiac+arrest+in+the+rat+cerebral+cortex%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroimage%22%5BJournal%5D)">Multi-modal imaging of anoxic depolarization and hemodynamic changes induced by cardiac arrest in the rat cerebral cortex.</a> Neuroimage. 51, 734-742 (2010).</li>
<li>Sakadzic, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Simultaneous+imaging+of+cerebral+partial+pressure+of+oxygen+and+blood+flow+during+functional+activation+and+cortical+spreading+depression%5BTitle%5D)+AND+%22Appl.+Opt%22%5BJournal%5D)">Simultaneous imaging of cerebral partial pressure of oxygen and blood flow during functional activation and cortical spreading depression.</a> Appl. Opt. 48, (2009).</li>
<li>Ponticorvo, A., Dunn, A. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Simultaneous+imaging+of+oxygen+tension+and+blood+flow+in+animals+using+a+digital+micromirror+device%5BTitle%5D)+AND+%22Opt+Express%22%5BJournal%5D)">Simultaneous imaging of oxygen tension and blood flow in animals using a digital micromirror device.</a> Opt Express. 18, 8160-8170 (2010).</li>
</ol>

الإعلان عن أي تضارب في المصالح.

في هذا الفيديو أظهرنا كم هو سهل لبناء واستخدام ليزر رقطة النقيض من التصوير (LSCI) نظام للنظر في التغيرات في تدفق الدم. وقد وضعت في 1980s LSCI كوسيلة لتوليد خرائط تدفق الدم في شبكية العين 1. في حين لا تزال تستخدم لصورة شبكية العين والجلد التروية ، فقد أصبح من شعبية للغاية كأسلوب لتدفق الدم في الدماغ صورة 2. هذا يرجع الى حد كبير الى قرار ممتاز المكاني والزماني الذي توفره ، والبساطة لأجهزة القياس. وقد استخدمت LSCI للتحقيق التغيرات في تدفق الدم بسبب التنشيط الفني...

هذه التقنية هي مرنة بما فيه الكفاية ليتم استخدامها مع مجموعة واسعة من المعدات. الأشياء الوحيدة اللازمة لتنفيذ هذه التجربة هي كاميرا متوافقة مع العدسة ، ليزر ديود من أي نوع مع وحدة تحكم ، والبرامج المقدمة. يتم تضمين جدول محدد للمعدات المستخدمة في الفيديو أعلاه. وتوجد قائمة كاملة من أجزاء إضافية التي يمكن استخدامها في هذه التجربة على موقعنا ، <a href="http://bach.bme.utexas.edu/mediawiki/index.php/Hardware">http://bach.bme.utexas.edu/mediawiki/index.php/Hardware</a>

كيفية بناء ليزر الرقطة التباين التصوير (lsci) نظام لمراقبة تدفق الدم

How to Build a Laser Speckle Contrast Imaging (LSCI) System to Monitor Blood Flow

الليزر الرقطة التصوير التباين (LSCI) هي تقنية بسيطة لكنها قوية يستخدم لحقل التصوير الكامل لتدفق الدم. تقنية تحليل تقلبات في نمط رقطة الحيوية للكشف عن حركة جزيئات مشابهة لطريقة الليزر دوبلر يحلل التحولات التردد في تحديد سرعة الجسيمات. لأنه يمكن استخدامها لرصد حركة خلايا الدم الحمراء ، وأصبحت أداة LSCI شعبية لقياس تدفق الدم في الأنسجة مثل شبكية العين والجلد والدماغ. أصبح مفيدا بشكل خاص في علم الأعصاب ، حيث يمكن قياس التغيرات تدفق الدم خلال الأحداث الفسيولوجية مثل التنشيط وظيفية ، والسكتة الدماغية ، والاستقطاب الانتشار. LSCI جذابة أيضا لأنه يوفر ممتازة القرار المكانية والزمانية أثناء استخدام الأجهزة الرخيصة التي يمكن بسهولة دمجها مع غيرها من طرائق التصوير. هنا نبين كيفية بناء الإعداد LSCI وتثبت قدرتها على رصد التغيرات في تدفق الدم في الدماغ خلال تجربة الحيوانية.

هذا الفيديو يوضح كيفية بناء ليزر الرقطة التباين التصوير (LSCI) النظام التي يمكن استخدامها بسهولة لمراقبة تدفق الدم.

كيفية بناء ليزر الرقطة التباين التصوير (LSCI) نظام لمراقبة تدفق الدم

يُعد تصوير تباين بقع الليزر (LSCI) تقنية بسيطة ولكنها قوية تُستخدم للتصوير كامل المجال لتدفق الدم. وتقوم هذه التقنية بتحليل...

يوضح هذا الفيديو إجراءً لتجميع نظام تصوير تباين النمش الليزري (LSCI) القادر على التصوير الميداني الكامل لتدفق الدم في الحيوانات الصغيرة. يتم تحقيق ذلك أولاً عن طريق إعداد كاميرا مزودة بعدسة ومصدر ليزر يبعث ضوء ليزر منتشر بشكل متساوٍ عبر مجال رؤية الكاميرا. وتتمثل الخطوة الثانية من الإجراء في تحضير نموذج تدفق وهمي أو حيوان مزود بنافذة مناسبة لتصوير النسيج المطلوب.تتمثل الخطوة الأخيرة من الإجراء في استخدام برنامج لجمع الصور من الكاميرا وتحويلها إلى قيم تباين البقع، ويفضل أن يكون ذلك في الوقت الفعلي. وفي النهاية، يمكن الحصول على نتائج تظهر صوراً لتدفق الدم النسبي من خلال التصوير بتباين بقع الليزر. مرحباً، أنا أدريان بونتي كورفو من مختبر الدكتور أندرو دان في قسم الهندسة الطبية الحيوية بجامعة تكساس في أوستن.سنعرض لكم اليوم إجراءً لبناء نظام تصوير تباين النمش الليزري الخاص بكم. نحن نستخدم هذا النظام في مختبرنا لدراسة تدفق الدم الدماغي. لذا، فلنبدأ.يعد تصوير تباين بقع الليزر (Laser speckle contrast imaging) أو LSCI تقنية بسيطة وفعالة تُستخدم للتصوير الكامل لمجال تدفق الدم. حيث يُنتج ضوء الليزر المنتشر نمطاً من البقع، وتعمل قيمة تباين هذه البقع على قياس التغيرات في نمط البقع المرتبطة بتدفق كرات الدم الحمراء أثناء مرورها من خلاله. لبدء بناء نظام التصوير، قم بتثبيت كاميرا مزودة بعدسة زووم ما

how-to-build-laser-speckle-contrast-imaging-lsci-system-to-monitor

Research

JoVE Journal

Neuroscience

علم الأعصاب

المصدر: Menezes Forti، R. et al. المراقبة في الوقت الحقيقي للمرضى العصبيين ذوي التحليل الطيفي البصري المنتشر. J. Vis. Exp. (2020)يوضح هذا الفيديو استخدام التحليل الطيفي للارتباط المنتشر (DCS) لقياس تدفق الدم الدماغي لدى البشر. يحدد خطوات إعداد النظام ، ومعايرة المسبار ، ووضعه على جبين المشارك ، والحصول على بيانات الضوء المتناثرة ، وتحليل تقلبات الشدة لتفسير ديناميكيات تدفق الدم في الدماغ.

التحليل الطيفي للارتباط المنتشر لقياس تدفق الدم الدماغي في شخص بشري

وصف بروتوكول تفاصيل إجراء التجارب لقياس خلايا الدم الحمراء (RBC) المجاميع تحت معدل القص للرقابة والمستمر، استنادا إلى تقنيات معالجة الصور. والهدف من هذا البروتوكول هو لربط RBC أحجام الركام إلى معدل القص المقابلة في بيئة الموائع الدقيقة التي تسيطر عليها.

تسيطر البيئة الميكروية للتحقيق ديناميكية الدم الحمراء تجميع خلية

يحدد هذا البروتوكول تنفيذ تحلل الهيدروجيل الموجه بالصور والقائم على الليزر لتصنيع شبكات الموائع الدقيقة المشتقة من الأوعية الدموية والمحاكاة الحيوية المضمنة في الهلاميات المائية بولي (إيثيلين جلايكول) دياكريلات (PEGDA). قد تكون أنظمة الموائع الدقيقة المحاكاة الحيوية هذه مفيدة لتطبيقات هندسة الأنسجة ، وتوليد نماذج الأمراض في المختبر ، وتصنيع أجهزة "على رقاقة" متقدمة.

صورة موجهة، التصنيع القائم على الليزر من شبكات ميكروفلويديك المستمدة الأوعية الدموية.

هنا نقدم مجموعة من نضح دوبلر الليزر التصوير (لدبي) والليزر دوبلر نضح الرصد (لدبم) لقياس العمود الفقري الحبل تدفق الدم المحلية وتشبع الأكسجين (هكذا2)، فضلا عن إجراء موحد لإدخال الحبل الشوكي الصدمة في الفئران.

باستخدام الليزر دوبلر التصوير والرصد لتحليل الحبل الشوكي دوران الأوعية الدقيقة في الفئران

ويدخل هذا الدراسة تقنية جديدة لقياس وتحليل للتناوب بسرعة دوران الأوعية الدقيقة الدم في تجربة واحدة تصوير تباين البقع واللطخ ليزر باستخدام.

نهج جديد للتغلب على حركة القطع الأثرية عند استخدام تباين البقع واللطخ ليزر نظام تصوير للتناوب بسرعة دوران الأوعية الدقيقة الدم

ويدخل هذه الدراسة وضع بروتوكول لقياس دوران الأوعية الدقيقة في الغشاء المخاطي الشفوي البشري بليزر البقع واللطخ التباين التصوير. رصد التئام الجروح بعد تعرض فيستيبولوبلاستي جنبا إلى جنب مع طعم الكولاجين إكسينوجينيك على حالة سريرية.

نهج جديد لرصد الفساد نيوفاسكولاريزيشن في اللثة البشرية

لدراسة تنظيم تدفق الدم الدماغي في الجسم الحي ، تكون الطرق الدوائية التقليدية غازية ، وغالبا ما تلحق الضرر بالجمجمة والجافية والسحائية البريمية. في هذا العمل ، قمنا بتطوير تقنية طفيفة التوغل تجمع بين حقن الماغنا داخل القناة الموجهة بالحاقن النانوي (ICM) وتصوير تباين البقع بالليزر ، مما يحافظ على سلامة الجمجمة والثبقيات.

فحص التصوير النانوي المزدوج Cisterna Magna و Laser Speckle Contrast Imaging لدراسة تنظيم تدفق الدم الدماغي في الجسم الحي

تم استخدام نظام تصوير ليزري للتباين بتقنية البقع لمراقبة التغيرات في تدفق الدم الميكروأوعية الدموية الكلوية أثناء فقدان التروية الكلوية الأحادي الجانب بعد استئصال الكلية اليمنى في الفئران.

يتم مراقبة التروية الوعائية الدقيقة بواسطة تصوير التباين بالليزر أثناء إصابة إقرامية الكلى وإعادة التروية في الفئران

نقدم إجراء التجارب لقياس الضغط الجزئي للأوكسجين (PO2) في الأوعية الدموية الدماغية استنادا الأوكسجين التي تعتمد على التبريد من تفسفر. وقد حددت إعداد الحيوان وإجراءات التصوير لكلا ميدانية واسعة من التصوير CCD القائم على ضوء PO2 في الفئران و2 - الفوتون التصوير القائم على الإثارة PO2 في الفئران.

الأكسجة الدماغية قياس الأوكسجين في الدم واستنادا إلى الرواية التي تعتمد على التفسفر

التنافس مجهر يحدث عندما يتم تقديم وجهة نظر مختلفة مع الصور في نفس الموقع : صورة واحدة تهيمن بينما يتم قمع الآخر ، والمناوبين هيمنة دوري. التنافس مفيد للتحقيق في الاختيار والوعي الإدراك الحسي البصري. نحن هنا وصف عدة طرق سهلة لإنشاء واستخدام المنبهات التنافس مجهر.

كيفية إنشاء واستخدام التنافس بينوكلر

تعلم بناء نظام تصوير تباين الرقعة الليزرية (LSCI) لمراقبة تدفق الدم في الحيوانات الصغيرة في الوقت الفعلي. يستخدم هذا النظام كاميرا ومصدر ليزر لتحليل ديناميكيات الأوعية الدموية.

كيفية بناء ليزر الرقطة التباين التصوير (LSCI) نظام لمراقبة تدفق الدم

استكشف المزيد من الفيديوهات