Dieses Verfahren erlaubt, um Bild sowohl spezifische anatomische Referenzstrukturen und Blutgefäße bei relativ hoher räumlicher Auflösung, die tiefer als die aktuelle Technik mit der Tierhaut und des Schädels intakt. In unseren experimentellen Bedingungen die Tiefe des PA-Signals beträgt 4,5 mm und die axiale Auflösung von 75 um mit einem FOV 23 x 15,5 cm. Experimente mit Photoakustische Tomografie Modalität 19 zeigte einen Wert der Auflösung <1 mm. Die Palette der SNR-Werte von 21,6 dB auf 23,8 dB (von 5 verschiedenen Punkten nach dem Zufallsprinzip auf dem Hirngewebe und Hintergrund ausgewählt worden). Nebeneinanderstellen des Wandlers auf dem Schädel temporalen Seite, kann die Gehirnbilder als quer oder sogar Kranzschnitte auf der Grundlage der ausgewählten Anstellwinkel des Wandlers mit einer resultierenden lateralen Abbildungs Sicht (Figur 4) gewonnen werden. Epidermis, Schädelknochen und parenchymale Material sind in Ultraschall-B-Modus dargestellt, da sie stark in Bezug auf die Wechsel unterscheidenoustic impendence (Abbildung 10). Auch wenn ihre Konfiguration hängt von der gewählten Sicht einige anatomische Referenzstandorten auf Parenchym erkennbar sind, wie zum Beispiel Risse trennen Hirninnenteil aus Rinde und die charakteristische förmigen Sehbahn (Abbildung 10). Zusätzlich kann eine große Anzahl von Gefäßen beide im Ultraschall- und photoakustische Bildgebungsmodalitäten sichtbar. Charakteristisch Schnittpunkte der Arteria carotis interna (ICA) mit anderen Haupt große Schiffe entlang der äußeren Seitenfläche des Tierhirns ausgeführt werden, können leicht erkannt werden. Große Gefäßwege, wie die ICA, mit einer beeindruckenden Blutversorgung, um die konsequente neuronalen Bedarf an Energie und Sauerstoff zu befriedigen. Die ICA, stammte aus A. carotis communis (CCA), läuft auf der lateralen Seite des Kopfes zu mehreren Millimetern Tiefe, geht über alle seine Gabelung Websites und schließlich den vorderen Kopfbereich erreicht. Das Hauptblutstrom verbreitet unter Zwiaß große Schiffe, bevor sie in immer kleinere Arteriolen, um endlich zu ernähren Nervenzellen geleitet. Aus dem zeitlichen Gesichtspunkt, ist es möglich, die internen Hirnschlagader-Muster, die in Schiffen vorderen und seitlichen Gehirnseite gerichtet gabelt verfolgen. Koronalen und Querbilder mit unterschiedlicher Neigung des Wandlers in Bezug auf die Richtung der virtuellen Achse Füge das Auge und die Ohrmuschel des Tieres (4), erworben werden. Durch Kippen des Wandlers entsprechend der in Figur 4 beschriebenen Vorsprünge ist es möglich, aufgelöste Bilder der mittleren Hirnarterie (MCA), die von ICA und weiteren teilt sich in zwei oder mehr Zweige ergibt, zu erhalten, die schließlich Surround kortikalen Lappen (11 und 12). Die besten Visualisierungen wurden MCA mit der Sondenneigung wie in 4c und für ICA zeigte, wie in 4b gezeigt, erhalten.
Doppler-basierte akustische Abbildung zeigt, kleine Äste, während Richtungsinformation des Blutstroms ist durch Farb-Doppler-Akquisition (Abbildung 13). MCA Arterie Funktion wird von Pulsed-Wave-Ultraschall-Technik (14 und 15) bestätigt. Photoakustische Signal enthaltenem Hämoglobin in zirkulierenden roten Blutkörperchen detektiert und analysiert werden, um Daten über seine Molekular oxidativen Zustand zu sammeln und die Blutsauerstoffsättigung zu berechnen (16 und 17). Hematic Sauerstoffgehalt kann zu akustischen Daten, um die Diskriminierung von arteriellem Blut aus venösem Blut bestätigen korreliert werden.
Mit dem Hinweis des Wandlers in Richtung der Hinterhauptsloch wird die Vision auf den Kopf axialen Ebene (Abbildung 9) projiziert und diese Bildebene kann auf variable Neigungswinkel beigelegt. In diesem Fall könnte der hintere Sicht Bildgebung des Gehirns durch ein konnotiert werden hohe Eindringtiefe, wegen des größeren okzipitalen Eintrag. Der Kreis von Willis, ein charakteristisches Schiff-Konfiguration in der Tiefe des Gehirns, können lokalisiert und durch Anwendung aller oben genannten Techniken untersucht werden. Basilararterie (BA) an der ventralen Seite des Kleinhirns ausgeführt, führt schließlich zu encephalon und symmetrisch gabelt sich in zwei Zweige. Diese beiden Niederlassungen auf der Bauch Gehirn ausgebreitet und dann wieder miteinander zu verbinden, damit die Schaffung einer Ringstruktur (Kreis von Willis). Diese Grund tief Kreis ist die Gefäß Keller, aus dem alle mittelgroßen Blutgefäße entstehen, wie beispielsweise der hinteren, dem Nahen und Vorderhirnarterien (PCA, MCA und ACA beziehungsweise), die die wichtigsten Effektoren eines massiven Blutversorgung des Gehirns . Im Farbdoppler-Modus, ist die Identifizierung von mittelgroßen Filialen möglich und erlaubt die klare Visualisierung von gekrümmten Gefäßsegmente (wie die PCA) Eintritt in den Kreis von Willis (Abbildung 18).
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(19) aufgezeichnet werden, um Gefäß Charakterisierung der spektralen Plot
(Abbildung 20). Mit diesem Spektrum ist möglich zu unterscheiden die von arteriellen und venösen Gefäßen abgeleiteten Signal.

Abbildung 1: Lage der Schädel Foramina und entsprechende Sicht für die Bilderfassung Die Ratte Kopf im Profil (a) und die Websites, auf denen die Bild-Übertragungsgerät platziert, auf zeitliche Foramen (lila Pfeil) gegenübergestellt werden, und auf der Hinterhauptsloch. (gelber Pfeil) im Profil (b).

Abbildung 2: Tier Verfügung für zeitliche Bild Acquisition. (A) Die Anordnung des Tieres auf der Arbeitsplatte für die Bildaufnahme: nach dem Kopf rasieren, das Tier in Bauchlage mit dem Körper auf der einen Seite leicht geneigt, um die zeitliche Seite des Kopfes ausgesetzt platziert. Die Arbeitsplatte kann gegebenenfalls mit einer Heizvorrichtung zum Körper warm das Tier während der Aufnahme zu halten ausgestattet werden. Einige Watterollen verwendet werden, um diese Position zu erhalten, während Pflaster befestigen Sie die Pfoten auf die Sensoren für die Überwachung der Vitalfunktionen. (B) Eine einheitliche Schicht von Ultraschall-Gel deckt den Bereich des Kopfes, an dem der Wandler wird während der Abbildung positioniert werden.

Abbildung 3: Acquisition Parameter für B-Mode-Bildgebung. (A) Eine beispielhafte Bildschirmfoto zeigt das Panel Berichterstattung wichtig für bildgebende Verfahren in B eingesetzten Erfassungsparameter-Modus. (B) Wichtig ist, dass die Sendefrequenz auf niedrige Werte (16 MHz) eingestellt, um US zu verbessern Gewebepenetration.

Abbildung 4: Querbildaufnahme aus zeitlichen Foramen (a) Der virtuelle Referenzachse Beitritt der Ohrmuschel, um das Auge und die Kippbewegung (roter Pfeil), um den Wandler Neigung und die Bildaufnahme-Ebene variieren, (b) gegen den Uhrzeigersinn Bewegung gegenüber. Referenz Ohr zu Augenachse und variable Neigung der Wandlerposition, c) Rechtsbewegung in Bezug auf Ohr-zu-Auge-Achse und variabler Neigung der Wandlerposition verweisen.

Abbildung 5: Optimale Tiefenschärfe für die US-PA und Bildaufnahme. Bei der Suche nach den interessierenden Bereich weist das Abbildungsfokustiefe (durch ein gelbes Dreieck dargestellt) bei etwa 10 mm Tiefe von der US / Laserquelle eingestellt werden, um eine optimale Bildqualität zu erhalten.

Abbildung 6: Acquisition Parameter für Farb-Doppler-Modus-Bildgebung. (A) Vor Beginn der Bildaufnahme im Farbdoppler-Modus, die Atmung Tor Option kann, eingeschaltet werden, um die durch physiologische Atembewegungen erzeugt Artefakt zu vermeiden. (B) eine beispielhafte Bildschirmfoto zeigt die für bildgebende Verfahren in der Farb-Doppler eingesetzt Aufnahmeparameter Modus.

Abbildung 7: Erwerb Parameter für die Power-Doppler-Modus-Bildgebung. Ein beispielhaftes Bildschirmfoto zeigt die für bildgebende Verfahren in der Power-Doppler-Modus verwendeten Aufnahmeparameter.

Abbildung 8: Acquisition Parameter für Photoakustische Bildgebung Modus. (A) Das Panel Berichterstattung wichtig für bildgebende Verfahren in Photoakustische Modus beschäftigt Aufnahme-Parameter. (B) Erwerb einer photoakustische Spektrum, basierend auf einer Laseranregung von 680 nm bis 970 nm, mit einem Wellenlängenbereich von 5 nm (als Schritt Größe). (für einzelne Welle Photoakustische Modus verwendet bei 750 nm und 850 nm, zur Diskriminierung von de-sauerstoffreiches und oxygeniertes Hämoglobin Signale bzw. c) Erfassungsparameter.
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Abb. 9: Quer Bildaufnahme vom Hinterhauptloch (a) Transducer Positionierung am Hals Tieres (gelber Pfeil) und der resultierende Querabbildungsebene, dass praktisch Abschnitten der Kopf auf der caudo-rostrale Richtung, (b) Rückansicht des Wandlers Positionierung und Bildaufnahme-Ebene.

Abb. 10: B-Mode Erwerb von zeitlichen Foramen für die Individuation der anatomischen Referenzen Epidermis (a), Schädel (b) und Parenchym (c) kann leicht zu unterscheiden, sondern kann auch andere anatomische Referenzen nachgewiesen werden können, wie der Riss ( d) um die ventrale Hirnbereich und die charakteristische Form der Sehbahn (e).
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Abbildung 11: Power-Doppler-Modus Erwerb durch zeitliche Foramen für die Individualisierung von Gefäß Referenzen MCA Anhebung der ICA über die zeitliche Gehirn
Seite.. Um diese Ansicht zu erhalten, wurde quer Bild mit dem Hinweis des Wandlers auf die zeitliche Foramen und durch Drehen gegen den Uhrzeigersinn erworben.

Abbildung 12: Power-Doppler-Modus Erwerb durch zeitliche Foramen für die Individualisierung von Gefäß Referenzen MCA Anhebung der ICA über die zeitliche Gehirn Seite.. Um diese Ansicht zu erhalten, wurde quer Bild mit dem Hinweis des Wandlers auf die zeitliche Foramen und durch Drehen im Uhrzeigersinn erworben.
Abbildung 13: Farb-Doppler-Modus Nahme durch zeitliche Foramen für die Individualisierung von Gefäß Referenzen MCA Anhebung des ICA von der zeitlichen Gehirn
Seite.. Richtungsinformation des Blutstroms wird mittels einer Farbskala ausgedrückt, wobei zwischen Flussbewegungen in Richtung der Wandlereinrichtung gelenkt und von dieser weg.

Abbildung 14: Pulsed-Wave-Modus Erwerb durch zeitliche Foramen für die Individualisierung von Gefäß Referenzen Bestätigung der arteriellen Eigenschaften Blutkreislauf im Inneren Gefäße, hypothetisch als Arterien identifiziert wurden:. Pulsed-Wave-Modus liefert Informationen über die Variation der Strömungsgeschwindigkeiten, die in Beziehung gesetzt werden können Herz Pulsationseffekt (mehr intense in Arterien als Venen).

Abbildung 15: Pulsed-Wave-Modus Erwerb durch zeitliche Foramen für die Individualisierung von Gefäß Referenzen Identifizierung durch Pulsed-Wave-Modus der Blutgefäße wie Venen, wo die Herz Pulsation Wirkung auf Strömungsgeschwindigkeiten zu vernachlässigen ist..

Abbildung 16: Photoakustische Modus Nahme durch zeitliche Foramen für die Individualisierung von Gefäß Referenzen. Parenchymale Innengefäße im Gehirn zeitlichen neben B-Modus (links) und Einzelwellenphotoakustische Modus (rechts) visualisiert. Die Maßstabsleiste Farben reflektieren unterschiedliche Intensitätswerte der photoakustischen Signals, durch eine Laseranregung bei einer ausgewählten Wellenlänge durchgeführt induziert. In order, um Venen und Arterien zu individualisieren zu können Anregungswellenlängen von 750 und 850 nm eingestellt werden, die die Werte, um die photoakustische Emissionsspitzen für sauerstoffarmes und oxygeniertem Hämoglobin bzw. zu erhalten.

Abbildung 17: Photoakustische Modus Nahme durch zeitliche Foramen für sauerstoffreiches und de-oxygenierten Hämoglobins Diskriminierung. Interne Gefäße im Gehirn zeitlichen neben B-Modus (links) und Oxy-Hemo Photoakustische Modus (rechts) visualisiert. Die Maßstabsleiste Farben reflektieren unterschiedliche Prozentwerte der Sauerstoffsättigung des Blutes Hämoglobin.

Abbildung 18: Farb-Doppler-Modus Nahme durch Hinterhauptloch für die Individualisierung von Gefäß Referenzen.Gebogene Gefäßsegmente Erstellung der Keller Struktur der Kreis von Willis, im ventralen Hirnseite.

Abbildung 19: Photoakustische und B-Mode Nahme durch Hinterhauptloch für die Individualisierung von Gefäß Referenzen. Nell'immagine in B-Mode-si possono evidenziare le strutture Anatomiche individuabili con la Proiezione occipitale e nella Corrispondente acquisizione con modalità fotoacustica con rilevamento spettrale tra 670 nm eine 980 nm (con Schritt di 5 nm).

Abbildung 20: Photoakustische und B-Mode Nahme durch Hinterhauptloch für die Individualisierung von Gefäß Referenzen. In questa vorstellen viene rappresentato lo spettro corrispondente alle tre ROIs tracciate a livello del parenchima cerebellare; in particolare sono tracciate a livello di tre strutture vascolari, la cui si tipologia differenzia a livello dell'andamento spettrale (ROIs fuxia e celeste corrispondono ein strutture vascolari venose; ROI gialla corrisponde ad una struttura vascolare arteriosa).