A avaliação simultânea da hemodinâmica cerebral e das propriedades de dispersão da luz do tecido in vivo do cérebro de rato é demonstrada utilizando um sistema de imagem de reflexão difusa multiespectral convencional.
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Artigo de método
Avaliação simultânea de Cerebral Hemodinâmica e de espalhamento de luz Propriedades do
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Resumo
Resumo
A avaliação simultânea da hemodinâmica cerebral e das propriedades de dispersão de luz do tecido cerebral de rato in vivo é demonstrada usando um sistema convencional de imagem de refletância difusa multiespectral. Este sistema é construído a partir de uma fonte de luz branca de banda larga, uma roda de filtro motorizada com um conjunto de filtros de interferência de banda estreita, um guia de luz, uma lente coletora, uma lente de zoom de vídeo e uma câmera monocromática de dispositivo acoplado carregado (CCD). Uma janela craniana elipsoidal é feita no osso do crânio de um rato sob anestesia com isoflurano para capturar imagens de refletância difusa multiespectral in vivo da superfície cortical. A regulação da fração inspirada de oxigênio usando um dispositivo de mistura de gases permite a indução de diferentes estados respiratórios, como normóxia, hiperóxia e anóxia. Uma análise de regressão múltipla baseada em simulação de Monte Carlo para as imagens de refletância difusa multiespectral medidas em nove comprimentos de onda (500, 520, 540, 560, 570, 580, 600, 730 e 760 nm) é então realizada para visualizar os mapas bidimensionais de hemodinâmica e as propriedades de espalhamento de luz do cérebro de rato in vivo.
Introdução
A técnica de reflexão difusa multicêntrica é a técnica mais comum para obtenção de um mapa espacial de sinais ópticos intrínsecos (IOSs) no tecido cortical. Os IOS observados no cérebro in vivo são atribuídos principalmente a três fenômenos: variações na absorção de luz e propriedades de dispersão devido à hemodinâmica cortical, variação na absorção dependendo da redução ou oxidação de citocromos nas mitocôndrias e variações nas propriedades de dispersão da luz induzidas por alterações morfológicas 1 .
A luz na gama espectral visível (VIS) para infravermelho próximo (NIR) é efetivamente absorvida e dispers....
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Protocolo
cuidados com os animais, preparação e protocolos experimentais foram aprovados pelo Comitê de Pesquisa Animal da Universidade de Tóquio de Agricultura e Tecnologia. Por esta metodologia, o rato é alojado num ambiente controlado (24 ° C, 12 h ciclo de luz / escuro), com comida e água disponível ad libitum.
1. Construção de um sistema convencional Multispectral reflectância difusa imagem
- Montagem nove filtros de interferência de banda estreita ópticos com comprimentos de onda centrais de 500, 520, 540, 560, 570, 580, 600, 730, e 760 nm para os orifícios de filtro do filtro roda motorizada.
- Construir um sistema ....
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Resultados
Imagens espectrais representativas de reflectância difusa adquirido a partir de cérebros de rato in vivo são apresentados na Figura 3. As imagens em 500, 520, 540, 560, 570, e 580 nm visualizar claramente uma rede densa de vasos sanguíneos no córtex cerebral. A deterioração do contraste entre os vasos sanguíneos e o tecido circundante observadas nas imagens em 600, 730, e 760 nm reflecte a diminuição da absorção de luz pela hemoglobina no mais longo e compriment.......
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Discussão
O passo mais importante neste protocolo é a remoção da região do crânio diluído para fazer a janela craniana; esta deve ser realizada com cuidado para evitar hemorragias inesperadas. Este passo é importante para a obtenção de alta qualidade multiespectrais difundir imagens de reflectância com alta precisão. O uso de um microscópio estereoscópico é recomendado para o procedimento cirúrgico, se possível. Pequenos pedaços de esponja de gelatina são úteis para hemostasia.
O sistema óptico descri.......
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Divulgações
Os autores não têm nada a divulgar.
Agradecimentos
Parte deste trabalho foi apoiado por um Grant-in-Aid for Scientific Research (C) da Sociedade Japonesa para a Promoção da Ciência (25350520, 22500401, 15K06105) e do Projeto de Pesquisa e Desenvolvimento ITC-PAC DO EXÉRCITO DOS EUA (FA5209-15-P-0175).
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Materiais
| Nome | Empresa | Número de catálogo | Comentários |
|---|---|---|---|
| Fonte de luz de lâmpada halógena de 150 W | Hayashi Watch Works Co., Ltd, Tóquio, Japão | LA-150SAE | |
| Guia de luz | Hayashi Watch Works Co., Ltd, Tóquio, Japão | LGC1-5L1000 | |
| Lente coletora | Hayashi Watch Works Co., Ltd, Tóquio, Japão | SH-F16 | |
| Filtros de interferência l@ 500 nm | Edmund Optics Japan Ltd, Tóquio, Japão | #65088 | |
| Filtros de interferência l@ 520 nm | Edmund Optics Japan Ltd, Tóquio, Japão | #65093 | |
| Filtros de interferência l@ 540 nm | Edmund Optics Japan Ltd, Tóquio, Japão | #65096 | |
| Filtros de interferência l@ 560 nm | Edmund Optics Japan Ltd, Tóquio, Japão | #67766 | |
| Filtros de interferência l@ 570 nm | Edmund Optics Japan Ltd, Tóquio, Japão | #67767 | |
| Filtros de interferência l@ 580 nm | Edmund Optics Japan Ltd, Tóquio, Japão | #65646 | |
| Filtros de interferência l@ 600 nm | Edmund Optics Japan Ltd, Tóquio, Japão | #65102 | |
| Filtros de interferência l@ 730 nm | Edmund Optics Japan Ltd, Tóquio, Japão | #65115 | |
| Filtros de interferência l@ 760 nm | Edmund Optics Japan Ltd, Tóquio, Japão | #67777 | |
| Roda de filtro motorizada | Andover Corporation, NH, EUA | FW-MOT-12.5 | |
| Câmera CCD monocromática de 8 bits | THE IMAGINGSOURCE, Alemanha | DMK21BU618. H | |
| Lente de zoom de vídeo | Edmund Optics Japan Ltd, Tóquio, Japão | VZMTM300i | |
| Padrão branco espectral com refletância difusa de 99% | Labsphere Incorporated, North Sutton, NH, USA | SRS-99-020 |
Referências
- Bonhoeffer, T., Grinvald, A. Optical Imaging based on intrinsic signals: the methodology. Brain mapping; the methods. Toga, A. W., Mazziotta, J. C. , Academic Press. San Diego. 55-97 (1996).
- Mourant, J. R., et al. Mechanisms of light scattering from biological cells relevant to noninvasive optical-tissue ....
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Reimpressões e permissões
