Name: Dual Raster-Scanning Photoakustischer Kleintier-Imager für Vaskuläre Visualisierung (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2020-07-15T15:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 14 s
Description: Erfahren Sie die photoakustische Bildgebung für die vaskuläre Visualisierung in Kleintieren mit einem dualen Raster-Scanning-System. Diese Methode ermöglicht Echtzeitbildgebung biologischer Gewebe in vivo.

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Die Autoren möchten die finanzielle Unterstützung von der National Natural Science Foundation of China (61822505; 11774101; 61627827; 81630046), The Science and Technology Planning Project of Guangdong Province, China (2015B020233016) und The Science and Technology Program of Guangzhou (Nr. 2019020001) würdigen.

Alle Tierversuche wurden in Übereinstimmung mit den Richtlinien des institutionellen Tierpflege- und Nutzungsausschusses der South China Normal University, Guangzhou, China, durchgeführt.
1. System-Setup
<ol><li>Optischer Pfad (Abbildung 1)<ol>
<li>Verwenden Sie einen 532 nm Pulslaser als Systemlaserquelle. Stellen Sie die Wiederholungsrate des Lasers auf 10 kHz, die Ausgangsenergie auf 100 % und die Triggereinstellung auf externe Trigger mit einem benutzerdefinierten Programm ein.</li>
		<li>Koppeln Sie den Laserstrahl über einen Optischen Faserkoppler (FC1) mit Singlemode Fiber (SMF). Kollimieren Sie den Laserstrahl mit einem optischen Faserkollimator (FC2) auf einer zweidimensionalen motorisierten Bühne (Motor, Höchstgeschwindigkeit: 20 mm/s).</li>
		<li>Lenken Sie den Laserstrahl mit einem zweiachsigen Galvanometerscanner (Galva). Verwenden Sie einen beweglichen Spiegel (M1), um den Strahl zu reflektieren. Fokussieren Sie den Strahl durch eine 4× Objektivlinse (OL, Numerische Blende: 0,1).</li>
		<li>Verwenden Sie eine XY-Übersetzerhalterung (TM), um den selbstgebauten Hohlultraschallwandler (UT, Zentralfrequenz: 25 MHz; Bandbreite: mehr als 90%; Mittelloch: 3 mm) auf der Unterseite des OL12. Passieren Sie den fokussierten Strahl durch das Mittelloch des Ultraschallwandlers.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Scanpfad<ol>
<li>Sperren Sie die Galva mit einem feldprogrammierbaren Gate-Array (FPGA 2) während WIM. Legen Sie den entsprechenden Scanbereich und die Scangeschwindigkeit durch ein benutzerdefiniertes Programm fest.</li>
		<li>Sperren Sie den Motor mit einem feldprogrammierbaren Gate-Array (FPGA 1) während RIM. Legen Sie die Scanhäufigkeit und die Anzahl der Scanpunkte mit FPGA 2 fest. Verwenden Sie ein benutzerdefiniertes Programm, um den Start zu steuern und den Scanvorgang zu beenden.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Datenerfassung<ol>
<li>Verwenden Sie einen 50-dB-Verstärker (AMP), um das PA-Signal zu verstärken. Digitalisieren Sie das Signal durch die Datenerfassungskarte (DAQ). Erhalten Sie das Triggersignal über FPGA 1 oder FPGA 2.</li>
		<li>Verwenden Sie eine Grafikverarbeitungseinheit (GPU), um Daten zu verarbeiten und Bilder parallel13anzuzeigen.</li>
	</ol>
</li>
	<li>CCD-Bildgebungssystem<ol>
<li>Verwenden Sie eine ringförmige weiße LED (Farbtemperatur: 6500 K; Beleuchtungsstärke: 40000 Lux; Durchmesser: 7,5 cm) als Lichtquelle. Entfernen Sie M1, verwenden Sie einen festen Spiegel (M2), um das Licht zu reflektieren.</li>
		<li>Zeichnen Sie die Bilder mit einer CCD-Kamera (6,3 Millionen Pixel) auf dem PA-Bildgebungssystem auf. Zeigen Sie die Bilder mit einer Anzeigesoftware an.</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. Systemausrichtung
<ol><li>Wählen Sie einen Wassertank (10 cm × 10 cm × 4,4 cm; unteres Fenster: 3 cm × 3 cm). Bedecken Sie den gesamten Wassertank mit einer Polyethylenmembran (Membrandicke: 10 m). Fügen Sie ausreichend Reinstwasser hinzu.</li>
	<li>Stellen Sie den Wassertank auf die Arbeitsbühne.</li>
	<li>Schalten Sie den Laserschalter ein. Wählen Sie das Lasersteuerungsprogramm aus. Vorheizen für 5 min. Drücken Sie die Taste "ON" am Pumpenschalter. Stellen Sie die Laserparameter gemäß Schritt 1.1.1 ein. Öffnen Sie die Blende des Lasers.</li>
	<li>Wählen Sie das gesammelte Programm A-Line aus. Drücken Sie die "Start"-Taste, um das Einzelpunktsignal zu erfassen und Amplitude und Spektrum des aktuellen A-Liniensignals anzuzeigen.</li>
	<li>Legen Sie eine Klinge an den Boden des Wassertanks. Tauchen Sie den unteren Teil der UT in den Wassertank für die akustische Kopplung ein. Vermeiden Sie Blasen im unteren Teil der UT.</li>
	<li>Stellen Sie die Position von Galva ein, passen Sie den XY-Übersetzer zwischen UT und OL an, um Einschwingsignale zu vermeiden, und stellen Sie sicher, dass dies konfokale ist.</li>
	<li>Passen Sie die Höhe der Arbeitsstufe an, um die Amplitude des Signals zu maximieren, und bestimmen Sie die Fokusposition.</li>
</ol>3. Tierversuch
<ol><li>Verwenden Sie eine 5-u20126 Wochen alte BALB/c-Maus mit einem Körpergewicht von 20-u201230 g.</li>
	<li>Anästhetisieren Sie das Tier mit Urethan (1 g/kg), das vor dem Experiment intraperitoneal injiziert wurde.</li>
	<li>Führen Sie den Übergang zwischen WIM und RIM.<ol>
<li>Verwenden Sie einen planaren Ultraschallwandler. Rasieren Sie das Fell auf der Rückseite der Maus mit einem Trimmer und Enthaarungscreme. Legen Sie die Maus auf den Halter (8 cm × 2,8 cm × 2 cm) in anfälliger Position.</li>
		<li>Lassen Sie den Bildbereich mit Ultraschallgel mit der Polyethylenmembran in Kontakt kommen. Vermeiden Sie Blasen im Kontaktteil.</li>
		<li>Stellen Sie den Halter für die akustische Kopplung auf die Arbeitsbühne. Befolgen Sie die Schritte 2.3-u20122.4, um den Laser zu starten und ein A-Liniensignal zu sammeln. Führen Sie die Schritte 2.6-u20122.7 aus, um sie auszurichten. Drücken Sie "Stop", um die Auflistung nach der Ausrichtung zu beenden.</li>
		<li>Wählen Sie das WIM-Programm aus. Benennen Sie den neu erstellten Ordner. Stellen Sie den Scanparameter auf 20 mm/s in der Registerkarte "Scangeschwindigkeit", "20 mm*20 mm" in der Registerkarte "Scanbereich" und "20" in der Registerkarte "Schritt" ein. Klicken Sie auf die Schaltfläche Sammeln, um mit dem Scannen zu beginnen.</li>
		<li>Klicken Sie auf die Schaltfläche Stopp, um den Scanvorgang nach der Erfassung zu beenden. Klicken Sie auf Return to Zero, um den Motor auf Null zu bringen. Schließen Sie die Laserblende. Legen Sie die Triggereinstellung auf internen Trigger fest. Drücken Sie die AUS-Taste für den Pumpschalter.</li>
		<li>Ersetzen Sie den WIM-Trigger als RIM-Trigger und schließen Sie ihn an den externen Laserauslöser an. Drücken Sie die ON-Taste für den Pumpschalter. Legen Sie die Triggereinstellung auf den externen Trigger fest. Klicken Sie auf die Schaltfläche Beenden, um das WIM-Programm zu beenden.</li>
		<li>Verwenden Sie Schritt 2.4, um das A-Liniensignal zu erfassen. Öffnen Sie die Laserblende. Führen Sie die Schritte 2.6-u20122.7 aus, um sie auszurichten. Drücken Sie Stop to end collection after alignment.</li>
		<li>Wählen Sie das RIM-Programm aus. Benennen Sie den neu erstellten Ordner. Klicken Sie auf die Schaltfläche Sammeln, um mit dem Scannen zu beginnen.</li>
		<li>Klicken Sie auf die Schaltfläche Stopp, um den Scanvorgang nach Abschluss der Erfassung zu beenden. Klicken Sie auf die Schaltfläche Beenden, um das RIM-Programm zu beenden.</li>
		<li>Euthanisieren Sie das Tier mit Zervix-Dislokation am Ende der Bildgebung.</li>
	</ol></li>
	<li>Führen Sie WIM der vaskulären Visualisierung durch.<ol>
<li>Verwenden Sie einen fokussierten Ultraschallwandler (Zentralfrequenz: 25 MHz; Bandbreite: mehr als 90%; Brennweite: 8 mm). Entfernen Sie die Haare von Mäuseohr oder Kopfhaut.<ol>
<li>Verwenden Sie ein Skalpell, um einen kleinen Schnitt auf der Seitlichen Seite der Schädel-Temporal-Oberseite der Maus (Tiefe zum Schädel) zu machen. Verwenden Sie die Augenschere, um von diesem Schnitt aus zu beginnen. Schneiden Sie die Kopfhaut um die Außenseite des Schädels. Komprimieren Sie den Blutungspunkt, um die Blutung zu stoppen. Waschen Sie die Wunde mit normaler Saline. Legen Sie die Maus auf den Halter.</li>
		</ol>
</li>
		<li>Lassen Sie den Bildbereich mit Ultraschallgel mit der Polyethylenmembran in Kontakt kommen. Vermeiden Sie Blasen im Kontaktbereich (Ergänzende Abbildung 1).</li>
		<li>Stellen Sie den Halter für die akustische Kopplung auf die Arbeitsbühne. Verwenden Sie die Schritte 2.3-u20122.4, um den Laser zu öffnen und ein A-Liniensignal zu erfassen. Verwenden Sie Schritt 2.6-u20122.7, um sie auszurichten. Drücken Sie Stop to end collection after alignment.</li>
		<li>Wählen Sie Das WIM-Programm aus. Benennen Sie den neu erstellten Ordner. Stellen Sie den Scanparameter auf "10 mm/s" in der Registerkarte "Scangeschwindigkeit", "10 mm*10 mm" unter der Registerkarte "Scanbereich" und "10" in der Registerkarte "Schritt" ein. Klicken Sie auf die Schaltfläche Sammeln, um mit dem Scannen zu beginnen.</li>
		<li>Klicken Sie auf die Schaltfläche Stopp, um den Scanvorgang nach Abschluss der Erfassung zu beenden. Klicken Sie auf Return to Zero, um den Motor auf Null zurück zu bringen. Klicken Sie auf die Schaltfläche Beenden, um das WIM-Programm zu beenden.</li>
		<li>Euthanisieren Sie das Tier am Ende des Verfahrens, während das Tier noch unter Anästhesie ist.</li>
	</ol></li>
	<li>Führen Sie RIM für die dynamische Überwachung von Kleintieren.<ol>
<li>Rasieren Sie die Haare des Mausbauchs. Platzieren Sie die Maus auf dem Halter in Supine-Position.</li>
		<li>Lassen Sie den Bildbereich mit Ultraschallgel mit der Polyethylenmembran in Kontakt kommen. Vermeiden Sie Blasen im Kontaktbereich.</li>
		<li>Stellen Sie den Halter für die akustische Kopplung auf die Arbeitsbühne. Führen Sie die Schritte 2.3-u20122.4 aus, um den Laser zu starten und ein A-Liniensignal zu sammeln. Führen Sie schritt 2.6-u20122.7 aus, um es auszurichten. Drücken Sie Stop to end collection after alignment.</li>
		<li>Wählen Sie das RIM-Programm aus. Benennen Sie den neu erstellten Ordner. Klicken Sie auf die Schaltfläche Sammeln, um mit dem Scannen zu beginnen.</li>
		<li>Klicken Sie auf die Schaltfläche Stopp, um den Scanvorgang nach Abschluss der Erfassung zu beenden. Klicken Sie auf die Schaltfläche Beenden, um das RIM-Programm zu beenden.</li>
	</ol></li>
	<li>Verwenden Sie die RIM-Daten für die Rekonstruktion der maximalen Amplitudenprojektion (MAP) entlang der Tiefenrichtung durch ein benutzerdefiniertes Programm. Beobachten Sie die dynamischen Veränderungen im Tier.</li>
</ol>

<ol><li>Li, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Single-impulse+panoramic+photoacoustic+computed+tomography+of+small-animal+whole-body+dynamics+at+high+spatiotemporal+resolution%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Biomedical+Engineering%22%5BJournal%5D)">Single-impulse panoramic photoacoustic computed tomography of small-animal whole-body dynamics at high spatiotemporal resolution.</a> Nature Biomedical Engineering. 1 (5), 0071(2017).</li>
<li>Jeon, S., Kim, J., Lee, D., Baik, J. W., Kim, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Review+on+practical+photoacoustic+microscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Photoacoustics%22%5BJournal%5D)">Review on practical photoacoustic microscopy.</a> Photoacoustics. 15, 100141(2019).</li>
<li>Baik, J. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Super+wide-field+photoacoustic+microscopy+of+animal+and+humans+in+vivo%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+Transactions+on+Medical+Imaging%22%5BJournal%5D)">Super wide-field photoacoustic microscopy of animal and humans in vivo.</a> IEEE Transactions on Medical Imaging. 39 (4), 975-984 (2019).</li>
<li>Omar, M., Aguirre, J., Ntziachristos, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optoacoustic+mesoscopy+for+biomedicine%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Biomedical+Engineering%22%5BJournal%5D)">Optoacoustic mesoscopy for biomedicine.</a> Nature Biomedical Engineering. 3 (5), 354-370 (2019).</li>
<li>Lin, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Single-breath-hold+photoacoustic+computed+tomography+of+the+breast%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Communications%22%5BJournal%5D)">Single-breath-hold photoacoustic computed tomography of the breast.</a> Nature Communications. 9 (1), 2352(2018).</li>
<li>Yang, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Wide-field+monitoring+and+real-time+local+recoding+microvascular+networks+on+small+animals+with+a+dual-raster-scanned+photoacoustic+microscope%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Biophotonics%22%5BJournal%5D)">Wide-field monitoring and real-time local recoding microvascular networks on small animals with a dual-raster-scanned photoacoustic microscope.</a> Journal of Biophotonics. 13 (6), 202000022(2020).</li>
<li>Sun, J., Zhou, Q., Yang, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Label-free+photoacoustic+imaging+guided+sclerotherapy+for+vascular+malformations%3A+a+feasibility+study%5BTitle%5D)+AND+%22Optics+Express%22%5BJournal%5D)">Label-free photoacoustic imaging guided sclerotherapy for vascular malformations: a feasibility study.</a> Optics Express. 26 (4), 4967-4978 (2018).</li>
<li>Xu, D., Yang, S., Wang, Y., Gu, Y., Xing, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Noninvasive+and+high-resolving+photoacoustic+dermoscopy+of+human+skin%5BTitle%5D)+AND+%22Biomedical+Optics+Express%22%5BJournal%5D)">Noninvasive and high-resolving photoacoustic dermoscopy of human skin.</a> Biomedical Optics Express. 7 (6), 2095-2102 (2016).</li>
<li>Zhang, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Miniaturized+photoacoustic+probe+for+in+vivo+imaging+of+subcutaneous+microvessels+within+human+skin%5BTitle%5D)+AND+%22Quantitative+Imaging+in+Medicine+and+Surgery%22%5BJournal%5D)">Miniaturized photoacoustic probe for in vivo imaging of subcutaneous microvessels within human skin.</a> Quantitative Imaging in Medicine and Surgery. 9 (5), 807-814 (2019).</li>
<li>Chen, Q., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ultracompact+high-resolution+photoacoustic+microscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Optics+Letters%22%5BJournal%5D)">Ultracompact high-resolution photoacoustic microscopy.</a> Optics Letters. 43 (7), 1615-1618 (2018).</li>
<li>Lan, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High-speed+widefield+photoacoustic+microscopy+of+small-animal+hemodynamics%5BTitle%5D)+AND+%22Biomedical+Optics+Express%22%5BJournal%5D)">High-speed widefield photoacoustic microscopy of small-animal hemodynamics.</a> Biomedical Optics Express. 9, 4689-4700 (2018).</li>
<li>Ma, H., Yang, S., Cheng, Z., Xing, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Photoacoustic+confocal+dermoscope+with+a+waterless+coupling+and+impedance+matching+opto-sono+probe%5BTitle%5D)+AND+%22Optics+Letters%22%5BJournal%5D)">Photoacoustic confocal dermoscope with a waterless coupling and impedance matching opto-sono probe.</a> Optics Letters. 42 (12), 2342-2345 (2017).</li>
<li>Kang, H., Lee, S. W., Lee, E. S., Kim, S. H., Lee, T. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Real-time+GPU-accelerated+processing+and+volumetric+display+for+wide-field+laser-scanning+optical-resolution+photoacoustic+microscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Biomedical+Optics+Express%22%5BJournal%5D)">Real-time GPU-accelerated processing and volumetric display for wide-field laser-scanning optical-resolution photoacoustic microscopy.</a> Biomedical Optics Express. 6 (12), 4650-4660 (2015).</li>
</ol>

Alle Tierversuche wurden nach den genehmigten Richtlinien und Vorschriften des Institutionellen Tierpflege- und Nutzungsausschusses durchgeführt. Die Autoren haben keine relevanten finanziellen Interessen an dem Manuskript und keine anderen potenziellen Interessenkonflikte offenzulegen.

Hier präsentierten wir einen dualen Raster-Scanning-Photoakustischen Kleintier-Imager für nichtinvasive Gefäßvisualisierung, der entwickelt und entwickelt wurde, um die Struktur der Vaskulatur und die damit verbundene dynamische Veränderung des Blutes zu erfassen. Der Vorteil von DRS-PAI ist, dass es die WIM und den RIM in ein System integriert, was es einfacher macht, die vaskuläre dynamische und vaskuläre Netzwerkstruktur von Kleintieren zu untersuchen. Das System bietet hochauflösende Weitfeld-Gefäßvisualisierung und ...

Im grundlegenden biomedizinischen Bereich können Kleintiere die physiologische Funktion des Menschen simulieren. Daher spielt die Kleintierbildgebung eine wichtige Rolle bei der Erforschung von humanen homologen Krankheiten und der Suche nach einer wirksamen Behandlung1. Photoakustische Bildgebung (PAI) ist eine nicht-invasive Bildgebungstechnik, die die Vorteile der optischen Und Ultraschall-Bildgebung2kombiniert. Die Photoakustische Mikroskopie (PAM) ist ein wertvolles bildgebendes Verfahren für die Grundlagenforschung von Kleintieren3. PAM kann problemlos hochauflösende, tiefdurchdrungene, hochspezifische und kontrastreiche Bilder auf Basis optischer Anregung und Ultraschallerkennungerhalten 4.
Ein Pulslaser mit einer bestimmten Wellenlänge wird von endogenen Chromophoren des Gewebes absorbiert. Anschließend steigt die Temperatur des Gewebes, was zur Produktion von photoinduzierten Ultraschallwellen führt. Die Ultraschallwellen können von einem Ultraschallwandler erfasst werden. Nach Signalaufnahme und Bildrekonstruktion kann die räumliche Verteilung des Absorbers5erreicht werden. Einerseits erfordert die Visualisierung des ganzorganären Gefäßnetzes ein weites Sichtfeld. Der Prozess des Breitfeld-Scannens dauert in der Regel eine lange Zeit, um eine hohe Auflösung6,7,8zu gewährleisten. Andererseits erfordert die Beobachtung der hämodynamischen Aktivitäten von Kleintieren eine schnelle Echtzeit-Bildgebung. Die Echtzeit-Bildgebung ist vorteilhaft, um die Vitalzeichen von Kleintieren in Echtzeit9,10,11zu studieren. Das Sichtfeld der Echtzeit-Bildgebung ist in der Regel ausreichend klein, um eine hohe Aktualisierungsrate zu gewährleisten. Daher gibt es oft einen Kompromiss zwischen der Erzielung eines weiten Sichtfeldes und der Echtzeit-Bildgebung. Zuvor wurden zwei verschiedene Systeme für Weitfeld-Bildgebung oder Echtzeit-Bildgebung verwendet, getrennt.
Diese Arbeit berichtet über einen dualen Raster-Scanning Photoacoustic Imager (DRS-PAI), der Weitfeld-Bildgebung auf Basis einer zweidimensionalen motorisierten Übersetzungsstufe und Echtzeit-Bildgebung auf Basis eines zweiachsigen Galvanometerscanners integriert hat. Der Wide-Field Imaging Mode (WIM) wird durchgeführt, um vaskuläre Morphologie anzuzeigen. Für den Echtzeit-Imaging-Modus (RIM) gibt es derzeit zwei Funktionen. Zunächst kann RIM B-Scan-Bilder in Echtzeit bereitstellen. Durch die Messung der Verschiebung der Vaskulatur entlang der Tiefenrichtung können die Eigenschaften der Atmung oder des Pulses aufgedeckt werden. Zweitens kann der RIM den spezifischen Bereich im WIM-Bild quantitativ messen. Durch die Bereitstellung vergleichbarer Bilder lokaler WIM-Regionen können die Details der lokalen Veränderung genau aufgedeckt werden. Das System entwirft einen flexiblen Übergang zwischen weiträumiger Bildgebung der Gefäßvisualisierung und Echtzeit-Bildgebung der lokalen Dynamik. Das System ist in der biomedizinischen Grundlagenforschung wünschenswert, wenn eine Kleintierbildgebung erforderlich ist.

<table><tbody><tr><td>12-Bit-Mehrzweck-Digitizer</td><td>Spectrum</td><td>M3i.3221</td><td>Datenerfassungskarte</td></tr><tr><td>A-line gesammeltes Programm</td><td>National Instrument</td><td>LabVIEW</td><td>Benutzerdefiniertes Programm</td></tr><tr><td>Verstärker</td><td>RF-Schacht</td><td>LNA-650</td><td>Verstärker</td></tr><tr><td>Enthaarungscreme</td><td>Veet</td><td>33-II</td><td>Enthaarungskoppler für Tiere</td></tr><tr><td></td><td>Thorlab</td><td>PAF-X-7-A</td><td>Faserkoppler</td></tr><tr><td>Field Programmable Gate Array</td><td>Altera</td><td>Cyclone IV</td><td>Trigger Control</td></tr><tr><td>Fixed Focus Collomation Packages</td><td>Thorlabs</td><td>F240FC-532</td><td>Faserkollimator</td></tr><tr><td>Fokussierter Ultraschallwandler</td><td>Selbstgebauter</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Grafikprozessor</td><td>NVIDIA</td><td>GeForce GTX 1060</td><td>Halterung</td></tr> <tr><td></td><td>für VerarbeitungsdatenSelbstbau</td><td></td><td>Tierfixierung</td></tr><tr><td>Lasersteuerungsprogramm</td><td>National Instrument</td><td>LabVIEW</td><td>Benutzerdefiniertes Programm</td></tr><tr><td>Mäuse</td><td>Guangdong Medical Laboratory Animal Center</td><td>BALB/c</td><td>Tiermodell</td></tr><tr><td>Mikroskopkamera</td><td>Mshot</td><td>MS60</td><td>CCD-Kamera</td></tr><tr><td>Mikroskop Objektiv</td><td>Daheng Optics</td><td>GCO-2111</td><td>Objektiv</td></tr><tr><td>Spiegel</td><td>Daheng Optics</td><td>GCC-1011</td><td>Beweglicher/fester Spiegel</td></tr><tr><td>Beweglicher Magnet Kapazitiver Detektor Galvanometer Scanner</td><td>Century Sunny</td><td>S8107</td><td>Echtzeitscanner</td></tr><tr><td>Mshot Bildanalysesystem</td><td>Mshot</td><td></td><td>Display-Software</td></tr><tr><td>Normale Kochsalzlösung</td><td>CR DOPPELKRAN H34023609</td><td></td><td>Normale Kochsalzlösung</td></tr><tr><td>Ophthalmische Schere</td><td>SUJIE</td><td></td><td>Kopfhaut Entfernen</td></tr><tr><td>Planarer Ultraschallwandler</td><td>Selbstgemachte</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Plastikfolie</td><td>HJSJLSL</td><td></td><td>Polyethylen-Membran</td></tr><tr><td>Programmsteuerungssoftware</td><td>National Instrument</td><td>LabVIEW</td><td>Benutzerdefiniertes Programm</td></tr><tr><td>Gepulster Q-swithched Laser</td><td>Laserexport</td><td>DTL-314QT</td><td>532-nm-Pulslaser</td></tr><tr><td>Echtzeit-Bildgebungsprogramm</td><td>National Instrument</td><td>LabVIEW</td><td>Benutzerdefiniertes Programm</td></tr><tr><td>Ringförmige weiße LED</td><td>Selbstgemachter</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Rasierer</td><td>Codos</td><td>CP-9200</td><td>Tierrasierer</td></tr><tr><td>Singlemode-Fasern</td><td>Nufern</td><td>460-HP</td><td>Singlemode-Faser</td></tr><tr><td>Chirurgische Klinge</td><td>SUJIE</td><td>11</td><td>Klinge</td></tr><tr><td>Chirurgisches Skalpell</td><td>SUJIE</td><td>7</td><td>Kopfhaut Entfernen</td></tr><tr><td>Translationstisch</td><td>Jiancheng Optics</td><td>LS2-25T</td><td>Weitfeld-Scanning-Tisch</td></tr><tr><td>Ultraschallwandler</td><td>Selbstgemacht</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Ultraschallgel</td><td>GUANGGONG PAI</td><td>ZC4252418</td><td>Akustische Kopplung</td></tr><tr><td>Urethan</td><td>Tokio Chemische Industrie</td><td>C0028</td><td>Tier Anästhesiewassertank</td></tr><tr><td></td><td>Selbstgemacht</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Weitfeld-Imaging-Programm</td><td>National Instrument</td><td>LabVIEW</td><td>Benutzerdefiniertes Programm</td></tr><tr><td>XY-Translator Montierung</td><td>Eigenbau</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

dual raster-scanning photoakustischer kleintier-imager für vaskuläre visualisierung

Dual Raster-Scanning Photoacoustic Small-Animal Imager for Vascular Visualization

Die Bildgebung von Gefäßnetzwerken an Kleintieren hat in der biomedizinischen Grundlagenforschung eine wichtige Rolle gespielt. Die photoakustische Bildgebungstechnologie hat ein großes Anwendungspotenzial in der Bildkunde von Kleintieren. Die großfläbige photoakustische Bildgebung von Kleintieren kann Bilder mit hoher raumzeitlicher Auflösung, tiefem Eindringen und mehreren Kontrasten liefern. Auch das photoakustische Bildgebungssystem in Echtzeit ist wünschenswert, um die hämodynamischen Aktivitäten der Kleintiervaskulatur zu beobachten, die zur Erforschung der dynamischen Überwachung der physiologischen Merkmale von Kleintieren verwendet werden kann. Hier wird ein photoakustischer Imager mit dualem Rasterscannen vorgestellt, der über eine schaltbare Doppelmodus-Bildgebungsfunktion verfügt. Die Weitfeld-Bildgebung wird durch eine zweidimensionale motorisierte Übersetzungsstufe angetrieben, während die Echtzeit-Bildgebung mit Galvanometern realisiert wird. Durch die Einstellung verschiedener Parameter und Bildgebungsmodi kann die In-vivo-Visualisierung des kleintierischen Gefäßnetzwerks durchgeführt werden. Die Echtzeit-Bildgebung kann verwendet werden, um Pulswechsel und Durchblutungsänderungen von medikamenteninduzierten, etc. zu beobachten. Die Weitfeldbildgebung kann verwendet werden, um die Wachstumsveränderung der Tumorvaskulatur zu verfolgen. Diese lassen sich in verschiedenen Bereichen der biomedizinischen Grundlagenforschung leicht anwenden.

Der Schaltplan des DRS-PAI ist in Abbildung 1dargestellt. Das System ermöglicht ein flexibles und wiederholbares Umschalten zwischen WIM und RIM. Das erfasste PA-Signal wird schnell verarbeitet, um PA B-Scan- und MAP-Images zu erzeugen. Die CCD-Kamera kann Fotos von Proben zur Verfügung stellen.
Alle Komponenten des DRS-PAI sind integriert und in einem Imager-Setup montiert (Abbildung 2), wodurch die Montage und Bedienung einfach ist....

Es wurde ein doppelter Raster-Scanning-Foto-Imager entwickelt, der Weitfeld-Bildgebung und Echtzeit-Bildgebung integriert.

Dual Raster-Scanning Photoakustischer Kleintier-Imager für Vaskuläre Visualisierung

Imaging of vascular networks on small animals has played an important role in basic biomedical research. Photoacoustic imaging technology has great ...

Der duale photoakustische Kleintier-Imager mit Rasterscanning kann zur Visualisierung verschiedener Gewebe in vivo verwendet werden und lässt sich leicht an viele biomedizinische Forschungsstudien anpassen, bei denen eine Bildgebung von Kleintieren erforderlich ist. Um das System auszurichten, decken Sie einen gesamten 10 x 10 x 4,4 Zentimeter großen Wassertank mit einer 10 Mikrometer dicken Polyethylenmembran ab und füllen Sie den Tank mit Reinstwasser. Stellen Sie den Tank auf die Arbeitsbühne und schalten Sie den Laserschalter ein.Wählen Sie das Lasersteuerungsprogramm und erhitzen Sie den Laser fünf Minuten lang. Drücken Sie die Ein-Taste am Pumpschalter und stellen Sie die Laserparameter ein. Öffnen Sie die Laserfase und wählen Sie das gesammelte Programm A-Linie aus.Drücken Sie Start, um ein Einzelpunktsignal zu erfassen und die Amplitude und das Spektrum des aktuellen A-Linien-Signals anzuzeigen. Platzieren Sie eine Klinge am Boden des Wassertanks und tauchen Sie den unteren Teil des Ultraschallwandlers zur akustischen Kopplung in den Wassertank. Passen Sie die Position der Galva und des X-Y-Wandlers zwischen dem Ultraschallwandler und der konfokalen Objektivlinse an, um ein

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Hier wird eine umschaltbare akustische Auflösung (AR) und eine optische Auflösung (OR) photoakustische Mikroskopie (AR-OR-PAM) -System gezeigt, die sowohl eine hochauflösende Bildgebung in flacher Tiefe als auch eine niedrige Auflösung der tiefen Gewebeabbildung auf der gleichen Probe in vivo ermöglicht .

Umschaltbare akustische und optische Auflösung Photoakustische Mikroskopie für<em&gt; In vivo</em&gt; Kleintier-Blut-Vaskulatur-Bildgebung

Ein kompaktes Puls-Laser-Dioden-basiertes photoakustisches Tomographie-System (PLD-PAT) für die Hochgeschwindigkeits- In-vivo- Gehirn-Bildgebung bei kleinen Tieren wird gezeigt.

Ein leistungsstarkes kompaktes Fotoakustik-Tomographie-System für<em&gt; In vivo</em&gt; Kleintier Gehirn Bildgebung

Eine klinische handheld photoakustische imaging-System wird für die Echtzeit-nicht-invasive kleine Tier Bildgebung nachgewiesen werden.

Hand-Held klinische photoakustische Imaging-System für Echtzeit-nicht-invasive kleine Tier Imaging

Für die Hochgeschwindigkeits-Dynamik in der vivo-Bildgebung der kleinen tierischen Kortikalvaskulatur wird ein kompaktes, pulsiertes, auf Diode-basiertem Desktop-Sotakus-Tomografiesystem (PLD-PAT) demonstriert.

Gepulste Laser-Diode-Based Desktop photoakustische Tomographie für die Überwachung von Wash-In und Wash-Out of Dye in Rat Cortical Vasculature

Das vorliegende Protokoll beschreibt die Aufnahme multispektraler optoakustischer Bilder von in vivo menschlichen Hautgefäßen. Dazu gehört die Quantifizierung von Hämoglobin und Melanin, die als Chromophore von Interesse für die Funktionsanalyse angesehen werden.

Multispektrale optoakustische Tomographie zur funktionellen Bildgebung in der Gefäßforschung

Dieses Protokoll stellt eine schnelle Methode für die quantitative dreidimensionale Gefäßbildgebung mit Hilfe der Lichtblatt-Fluoreszenzmikroskopie vor. Die Wirksamkeit der Methode wird anhand des pharyngealen Bogenarteriensystems des Hühnerembryomodells demonstriert, wobei die hämodynamischen Kräfte mittels Computational Fluid Dynamics quantifiziert werden.

Schnelle hochauflösende Bildgebung des Gefäßsystems von Kleintieren für quantitative Studien

Erfahren Sie die photoakustische Bildgebung für die vaskuläre Visualisierung in Kleintieren mit einem dualen Raster-Scanning-System. Diese Methode ermöglicht Echtzeitbildgebung biologischer Gewebe in vivo.

Dual Raster-Scanning Photoakustischer Kleintier-Imager für Vaskuläre Visualisierung

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