非侵入性的脑实质，血管和代谢高频超声和光声大鼠深脑成像

该程序的总体目标是对大鼠大脑进行无创高频超声和基于光声的成像，以可视化皮质下深部区域及其血管模式。这是通过首先通过脱毛和正确定位动物来准备动物进行成像来实现的。在超声波和光声成像站（工作台）上，放置换能器，将其对准虚拟轴，将耳朵与眼睛连接起来，以获得最佳光束。

聚焦化，然后将动物定位以便从时间视图获取图像。采集解剖图像后，获取血管图像以可视化大脑内部血管并确定血流、速度和方向。也可测定血液总血红蛋白含量和氧合程度。

然后定位动物以从枕部视图采集图像，然后进行超声和光声脑解剖和血管图像采集。最终，光声法用于显示显影后的解剖脑图像和生理血管参数。这项技术为神经影像学研究人员探索生理、血管和解剖结构铺平了浪潮。

这种方法可以帮助回答脑部疾病（如中风和神经退化）中的关键问题，因为它可以提供有关神经功能的具体信息。首先，将大鼠置于适当的 isof 氟室内，按照文本协议中的说明对其进行麻醉。麻醉生效后，取出大鼠并称重。

动物的眼睛上涂上一层薄薄的水溶性眼凝胶，以保护它们并保持眼部生理水合作用。然后将大鼠放在超声波和光声成像站的工作台上，并迅速将鼻子放在适当的面罩内，提供恒定的麻醉流以为动物剃毛。铺开一层一致的头发，去除头表面的乳霜，覆盖耳朵和颈部周围的区域。

让乳霜起作用几分钟后，用抹刀轻轻将其取出。用湿海绵轻轻去除所有乳霜残留物，准确清洁皮肤。要定位大鼠，请将动物安排在张开的鹰位置。

滴几滴电极霜后，暂停作台面上的生命参数传感器以监测生命体征。最后，用低过敏性的人造丝贴片固定四肢。然后在动物的头部丢弃一层一致的低过敏性水溶性超声传输凝胶。

用一层薄薄的相同凝胶覆盖传感器头，并将其与大鼠身上的层接触。抬起动物头，并在一侧稍微旋转它。使用棉卷作为支架，保持鼻子很好地插入麻醉面罩。

将台面相对于水平面倾斜约 30 度。将成像换能器与垂直平面成约 30 度角。对于超声和光声解剖和血管图像采集，请打开成像扫描。

进入 B 模式图像采集，并正确设置所有图像采集参数，以符合实验的可能给定要求。将发射中心频率设置得尽可能低，以便使传感器具有最大的穿透深度。以 B 模式开始图像采集，并通过识别解剖参考并将感兴趣区域居中到显示器中点来实时调整换能器的位置。

放置换能器以将其与虚拟轴对齐，将耳朵连接到眼睛以获得最佳光束。针对性。通过顺时针或逆时针旋转获取内部脑容量的不同视图。确保感兴趣的大脑区域位于相对于超声激光换能器源 10 毫米的深度处，以便接收最佳的光声响应信号。

接下来，进入彩色多普勒模式，以高度敏感的方式可视化脑内血管。然后选择所需的 color 采集参数集。多普勒模式。

以这种方式获取图像以区分血流、速度和方向，直到几毫米的穿透深度。进入脉冲波多普勒模式并采集图像以检测动脉血搏，并区分动脉和静脉。现在，进入功率多普勒模式并设置采集参数，以根据磁通量运动引起的散射事件数量执行信号量化，以评估流速的差异。

接下来，进入光声模式并适当优化采集参数，以收集有关给定区域血液总血红蛋白含量或氧合程度的数据通过在整个波长光谱上产生激光激发，可以量化组织内以不同化学状态存在的总血红蛋白的吸收，从枕骨的角度进行成像。保持动物俯卧姿势，降低动物头部并使用小棉纱布卷作为侧架，以正确安排动物的位置。将成像换能器平行于动物头部的横向平面旋转，以进行超声和光声解剖和血管图像采集。

进入 B 模式图像采集并设置所有图像采集参数。和以前一样，在探头和动物餐巾上涂抹必要的超声凝胶层。通过正确设置采集参数，在功率多普勒模式下可视化脑内血管。

通过脉冲波多普勒模式定位剧烈搏动的动脉。通过适当调整采集参数，在彩色多普勒模式下收集血流速度数据和方向。保存所有采集的数据后，通过退出光声采集模式关闭激光脉冲并拉开换能器的距离，同时保持动物处于麻醉作用下。

首先用湿棉签轻轻去除眼睛上的保护凝胶，用抹刀和几张纸巾完全去除头部和鼻子上的超声凝胶。然后用湿海绵清洁它们。小心不要损坏娇嫩的剃光皮肤。

取出用于固定肢体的粘性贴片，断开肢体与监测生理参数的传感器的连接。按照文本方案中的说明，将动物从采集工作台快速转移到不同的笼子中，以帮助动物恢复。这种方法允许以相对较高的空间分辨率对特定的解剖参考结构和血管进行深度成像。

这里显示的是大脑中动脉或 MCA 的分辨图像，该图像起源于颈内动脉或 ICA，并进一步分为两个或多个分支，最终围绕皮质叶。基于多普勒的声学成像可显示小分支，而彩色多普勒采集可获得血流的方向信息。MCA 动脉特征通过脉冲波超声技术得到证实。

这里显示的是通过颞孔的脉冲波模式采集，用于血管参考的个性化。可以检测和分析所含血红蛋白进入循环红细胞的光声信号，以收集有关其分子氧化状态的数据并计算血氧饱和度。血氧含量可以与声波数据相关联，以确认动脉血与静脉血的区分。

脑实质组织也在枕骨投影中用光声模式记录，以在光谱图中显示血管特征。使用此频谱，可以区分来自动脉和静脉血管的信号。与现有方法相比，该技术的主要优点是可以用照片成像模式研究大脑解剖结构和相关的血管行为，而不会留下情绪颅骨疤痕。

看完这个视频后，你应该对如何记录脑实质和血管脑特性以及如何实时记录氧气有一个很好的了解。脑组织中的血红蛋白水平发生变化。