Name: Fotoacústica, Ultrassonografia e Angiotomografia Integradas (PAUSAT) para Imagem Não Invasiva do Cérebro Inteiro do Acidente Vascular Cerebral Isquêmico (Vídeo) | JoVE Journal
Uploaded: 2023-06-02T12:20:00.000+00:00
Duration: 6 min 45 s
Description: Aprenda a usar a plataforma PAUSAT para imagem não invasiva de AVC isquêmico em camundongos, combinando fotoacústica e angiotomografia. Este método permite avaliar oxigenação tecidual e perfusão cerebral em tempo real.

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Os autores gostariam de agradecer à equipe de engenharia da SonoVol Inc. Este trabalho foi parcialmente patrocinado pelo American Heart Association Collaborative Sciences Award (18CSA34080277), para J. Yao e W. Yang; Os Institutos Nacionais de Saúde dos Estados Unidos (NIH) concedem R21EB027981, R21 EB027304, RF1 NS115581 (BRAIN Initiative), R01 NS111039, R01 EB028143; O prêmio CAREER da National Science Foundation (NSF) dos Estados Unidos 2144788; o Chan Zuckerberg Initiative Grant (2020-226178), a J. Yao; e concede R21NS127163 e R01NS099590 do NIH a W. Yang.

Imagem integrada não invasiva de todo o cérebro PAUSAT de acidente vascular cerebral isquêmico

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<li>Gessner, R. C., Frederick, C. B., Foster, F. S., Dayton, P. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Acoustic+angiography%3A+a+new+imaging+modality+for+assessing+microvasculature+architecture%5BTitle%5D)+AND+%22International+Journal+of+Biomedical+Imaging%22%5BJournal%5D)">Acoustic angiography: a new imaging modality for assessing microvasculature architecture.</a> International Journal of Biomedical Imaging. 2013, 936593(2013).</li>
<li>Dayton, P. A., Rychak, J. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Molecular+ultrasound+imaging+using+microbubble+contrast+agents%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Bioscience%22%5BJournal%5D)">Molecular ultrasound imaging using microbubble contrast agents.</a> Frontiers in Bioscience. 12, 5124-5142 (2007).</li>
<li>Isayama, K., Pitts, L. H., Nishimura, M. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Evaluation+of+2%2C+3%2C+5-triphenyitetrazolium+chloride+staining+to+delineate+rat+brain+infarcts%5BTitle%5D)+AND+%22Stroke%22%5BJournal%5D)">Evaluation of 2, 3, 5-triphenyitetrazolium chloride staining to delineate rat brain infarcts.</a> Stroke. 22 (11), 1394-1398 (1991).</li>
<li>Ruan, J., Yao, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Behavioral+tests+in+rodent+models+of+stroke%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Hemorrhages%22%5BJournal%5D)">Behavioral tests in rodent models of stroke.</a> Brain Hemorrhages. 1 (4), 171-184 (2020).</li>
<li>Parthasarathy, A. B., Kazmi, S. M. S., Dunn, A. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantitative+imaging+of+ischemic+stroke+through+thinned+skull+in+mice+with+Multi+Exposure+Speckle+Imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Biomedical+Optics+Express%22%5BJournal%5D)">Quantitative imaging of ischemic stroke through thinned skull in mice with Multi Exposure Speckle Imaging.</a> Biomedical Optics Express. 1 (1), 246-259 (2010).</li>
<li>Hingot, V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Early+ultrafast+ultrasound+imaging+of+cerebral+perfusion+correlates+with+ischemic+stroke+outcomes+and+responses+to+treatment+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Theranostics%22%5BJournal%5D)">Early ultrafast ultrasound imaging of cerebral perfusion correlates with ischemic stroke outcomes and responses to treatment in mice.</a> Theranostics. 10 (17), 7480-7491 (2020).</li>
<li>Menozzi, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Three-dimensional+non-invasive+brain+imaging+of+ischemic+stroke+by+integrated+photoacoustic%2C+ultrasound+and+angiographic+tomography+%28PAUSAT%29%5BTitle%5D)+AND+%22Photoacoustics%22%5BJournal%5D)">Three-dimensional non-invasive brain imaging of ischemic stroke by integrated photoacoustic, ultrasound and angiographic tomography (PAUSAT).</a> Photoacoustics. 29, 100444(2022).</li>
<li>Llovera, G., Roth, S., Plesnila, N., Veltkamp, R., Liesz, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Modeling+stroke+in+mice%3A+permanent+coagulation+of+the+distal+middle+cerebral+artery%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Visualized+Experiments%22%5BJournal%5D)">Modeling stroke in mice: permanent coagulation of the distal middle cerebral artery.</a> Journal of Visualized Experiments. (89), e51729(2014).</li>
<li>Trotman-Lucas, M., Kelly, M. E., Janus, J., Fern, R., Gibson, C. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+alternative+surgical+approach+reduces+variability+following+filament+induction+of+experimental+stroke+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Disease+Models+%26+Mechanisms%22%5BJournal%5D)">An alternative surgical approach reduces variability following filament induction of experimental stroke in mice.</a> Disease Models & Mechanisms. 10 (7), 931-938 (2017).</li>
<li>Labat-Gest, V., Tomasi, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Photothrombotic+ischemia%3A+a+minimally+invasive+and+reproducible+photochemical+cortical+lesion+model+for+mouse+stroke+studies%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Visualized+Experiments%22%5BJournal%5D)">Photothrombotic ischemia: a minimally invasive and reproducible photochemical cortical lesion model for mouse stroke studies.</a> Journal of Visualized Experiments. (76), e50370(2013).</li>
<li>Matsumoto, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Visualising+peripheral+arterioles+and+venules+through+high-resolution+and+large-area+photoacoustic+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Scientific+Reports%22%5BJournal%5D)">Visualising peripheral arterioles and venules through high-resolution and large-area photoacoustic imaging.</a> Scientific Reports. 8 (1), 14930(2018).</li>
<li>Xu, Y., Wang, L. V., Ambartsoumian, G., Kuchment, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reconstructions+in+limited-view+thermoacoustic+tomography%5BTitle%5D)+AND+%22Medical+Physics%22%5BJournal%5D)">Reconstructions in limited-view thermoacoustic tomography.</a> Medical Physics. 31 (4), 724-733 (2004).</li>
<li>Yal Tang,, et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High-fidelity+deep+functional+photoacoustic+tomography+enhanced+by+virtual+point+sources%5BTitle%5D)+AND+%22Photoacoustics%22%5BJournal%5D)">High-fidelity deep functional photoacoustic tomography enhanced by virtual point sources.</a> Photoacoustics. 29, 100450(2023).</li>
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<li>Wang, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Slit-enabled+linear-array+photoacoustic+tomography+with+near+isotropic+spatial+resolution+in+three+dimensions%5BTitle%5D)+AND+%22Optics+Letters%22%5BJournal%5D)">Slit-enabled linear-array photoacoustic tomography with near isotropic spatial resolution in three dimensions.</a> Optics Letters. 41 (1), 127-130 (2016).</li>
<li>Vu, T., Li, M., Humayun, H., Zhou, Y., Yao, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+generative+adversarial+network+for+artifact+removal+in+photoacoustic+computed+tomography+with+a+linear-array+transducer%5BTitle%5D)+AND+%22Experimental+Biology+and+Medicine%22%5BJournal%5D)">A generative adversarial network for artifact removal in photoacoustic computed tomography with a linear-array transducer.</a> Experimental Biology and Medicine. 245 (7), 597-605 (2020).</li>
<li>Zhang, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Deep-E%3A+A+fully-dense+neural+network+for+improving+the+elevation+resolution+in+linear-array-based+photoacoustic+tomography%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+Transactions+on+Medical+Imaging%22%5BJournal%5D)">Deep-E: A fully-dense neural network for improving the elevation resolution in linear-array-based photoacoustic tomography.</a> IEEE Transactions on Medical Imaging. 41 (5), 1279-1288 (2022).</li>
<li>Hauptmann, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Model-based+learning+for+accelerated%2C+limited-view+3-D+photoacoustic+tomography%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+Transactions+on+Medical+Imaging%22%5BJournal%5D)">Model-based learning for accelerated, limited-view 3-D photoacoustic tomography.</a> IEEE Transactions on Medical Imaging. 37 (6), 1382-1393 (2018).</li>
<li>Li, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Three-dimensional+deep-tissue+functional+and+molecular+imaging+by+integrated+photoacoustic%2C+ultrasound%2C+and+angiographic+tomography+%28PAUSAT%29%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+Transactions+on+Medical+Imaging%22%5BJournal%5D)">Three-dimensional deep-tissue functional and molecular imaging by integrated photoacoustic, ultrasound, and angiographic tomography (PAUSAT).</a> IEEE Transactions on Medical Imaging. 41 (10), 2704-2714 (2022).</li>
</ol>

Os autores declaram a inexistência de conflitos de interesse neste trabalho.

Existem alguns aspectos vitais desse método que, se feito incorretamente, pode levar a uma diminuição significativa da qualidade da imagem e da análise quantitativa. O resultado mais comum de erro do usuário em imagens PAUSAT é a falta de sinal ou a intensidade do sinal muito baixa, que podem ocorrer por uma variedade de razões. Um desses motivos é um problema com o acoplamento acústico. Grandes bolhas de ar na água ao redor da cabeça do mouse durante a imagem muitas vezes podem bloquear o ultrassom de viajar de ou para ...

O sangue transporta oxigênio (através da proteína da hemoglobina) e outros nutrientes importantes para os tecidos do nosso corpo. Quando o fluxo de sangue através dos tecidos é interrompido (isquemia), danos graves aos tecidos podem ocorrer, cujos efeitos mais imediatos são devidos à falta de oxigênio (hipóxia). O acidente vascular cerebral isquêmico é o resultado da interrupção do fluxo sanguíneo para uma determinada região do cérebro. O dano cerebral resultante de um acidente vascular cerebral isquêmico pode ocorrer em poucos minutos após o bloqueio do vaso e, muitas vezes, pode ter efeitos debilitantes e duradouros 1,2. Uma estratégia de grande valor para avaliar a fisiopatologia após AVC isquêmico e identificar e testar novos tratamentos é o uso de modelos de pequenos animais em laboratório. Os tratamentos descobertos em laboratório visam ser traduzidos para uso clínico e melhorar a vida dos pacientes. No entanto, o uso de animais em pesquisas biomédicas precisa ser cuidadosamente avaliado de acordo com os princípios dos 3Rs de Russell e Burch: substituição, redução e refinamento3. O objetivo do componente de redução é reduzir o número de animais sem comprometer a coleta de dados. Com isso em mente, a possibilidade de avaliar longitudinalmente a evolução da lesão por meio de imagens não invasivas permite uma grande vantagem na redução do número de animais necessários, bem como na maximização das informações obtidas de cadaanimal4.
A tomografia fotoacústica (TAP) é uma modalidade de imagem híbrida que combina contraste de absorção óptica com imagem de ultrassom de resoluçãoespacial5. O mecanismo de imagem do PAT é o seguinte. Um pulso de laser de excitação é iluminado no alvo que está sendo fotografado. Supondo que o alvo absorva luz no comprimento de onda do laser de excitação, ele aumentará de temperatura. Este rápido aumento da temperatura resulta em uma expansão termoelástica do alvo. A expansão faz com que uma onda de ultrassom se propague para fora do alvo. Ao detectar a onda de ultrassom em muitas posições, o tempo necessário para que a onda se propague do alvo para os detectores pode ser usado para criar uma imagem através de um algoritmo de reconstrução. A capacidade do PAT em detectar absorção óptica em regiões teciduais profundas diferencia o PAT do ultrassom, que detecta limites de diferentes impedâncias acústicas dostecidos5. Nos espectros do visível e do infravermelho próximo, as principais biomoléculas altamente absorventes e abundantes nos organismos são a hemoglobina, os lipídios, a melanina e a água7. De particular interesse no estudo do acidente vascular cerebral é a hemoglobina. Como a oxihemoglobina e a desoxihemoglobina têm espectros ópticos de absorção diferentes, o PAT pode ser usado com comprimentos de onda de laser de excitação múltipla para determinar a concentração relativa dos dois estados da proteína. Isso permite quantificar a saturação de oxigênio da hemoglobina (sO2), ou oxigenação sanguínea, dentro e fora da região do infarto 8,9. Esta é uma medida importante no AVC isquêmico, pois pode indicar o nível de oxigênio no tecido cerebral danificado após isquemia.
A angiografia acústica (AA) é um método de imagem ultrassonográfico com contraste que é particularmente útil para obter imagens da morfologia da vasculatura in vivo10. O método baseia-se no uso de um transdutor wobbler de elemento duplo (um elemento de baixa frequência e um elemento de alta frequência) em conjunto com microbolhas injetadas no sistema circulatório do sujeito da imagem. O elemento de baixa frequência do transdutor é usado para transmitir na frequência ressonante das microbolhas (por exemplo, 2 MHz), enquanto o elemento de alta frequência é usado para receber os sinais super harmônicos das microbolhas (por exemplo, 26 MHz). Quando excitadas em uma frequência ressonante, as microbolhas têm uma forte resposta não linear, resultando na produção de sinais superharmônicos que os tecidos corporais circundantes não produzem11. Ao receber com um elemento de alta frequência, isso garante que apenas os sinais de microbolhas sejam detectados. Como as microbolhas estão confinadas aos vasos sanguíneos, o resultado é uma imagem angiográfica da morfologia dos vasos sanguíneos. O AA é um método poderoso para a obtenção de imagens de acidente vascular cerebral isquêmico, pois as microbolhas que fluem através do sistema circulatório não são capazes de fluir através dos vasos bloqueados. Isso permite que o AA detecte regiões do cérebro que não são perfundidas devido ao AVC isquêmico, o que indica a região do infarto.
A pesquisa pré-clínica do AVC isquêmico geralmente se baseia no uso de histologia e testes comportamentais para avaliar a localização e a gravidade do AVC. A coloração com cloreto de trifeniltetrazólio (TTC) é uma análise histológica comum usada para determinar o volume do infarto sistólico. No entanto, só pode ser utilizada em um ponto final, pois requer a eutanásiado animal 12. Testes comportamentais podem ser usados para determinar o comprometimento da função motora em múltiplos momentos, mas não podem fornecer valores anatômicos ou fisiológicos quantitativos13. A imagem biomédica fornece uma abordagem mais quantitativa para estudar os efeitos do AVC isquêmico de forma não invasiva e longitudinal 9,14,15. No entanto, as tecnologias de imagem existentes (como a ressonância magnética [RM] de pequenos animais) podem ter um alto custo, ser incapazes de fornecer informações estruturais e funcionais simultâneas ou ter profundidade de penetração limitada (como a maioria das técnicas de imagem óptica).
Aqui, combinamos fotoacústica, ultrassonografia e angiotomografia (PAUSAT; ver diagrama do sistema na Figura 1), que permite informações estruturais e funcionais complementares da perfusão e oxigenação sanguínea após acidente vascular cerebral isquêmico16. Esses são dois aspectos importantes na avaliação da gravidade da lesão e no monitoramento da recuperação ou resposta aos tratamentos. O uso desses métodos integrados de imagem pode aumentar a quantidade de informações obtidas por cada animal, reduzindo o número de animais necessários e fornecendo mais informações no estudo de possíveis tratamentos para AVC isquêmico.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/65319/65319fig01.jpg"> Figura 1: Diagrama PAUSOT. (A) Esquema completo do sistema PAUSOT, incluindo o laser e o OPO utilizados para PAT. (B) Vista interna do sistema PAUSAT, incluindo dois transdutores de ultrassom. O transdutor wobbler de elemento duplo é usado para ultrassom modo B e AA, e o transdutor de arranjo linear é usado para PAT. Ambos os transdutores são montados no mesmo estágio motorizado 2D, permitindo a varredura para gerar dados volumétricos. Este número foi modificado de16. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65319/65319fig01large.jpg" target="_blank">Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a>

<table><tbody><tr><td>20 GA cateter</td><td>BD Insyte Autoguard Winged</td><td>381534</td><td>Para intubação em camundongos</td></tr><tr><td>2,3,5-Triphenyltetrazolium chloride</td><td>Sigma</td><td>T8877</td><td>Necessário para TTC-coloração cerebral para validação</td></tr><tr><td>532nm Laser</td><td>Quantel</td><td>Q-smart 850</td><td>Laser usado para bombear o OPO para PAT</td></tr><tr><td>Ventilador Automático Rovent Jr.</td><td>Kent Scientific</td><td>RV-JR</td><td>Para manter camundongos sob anestesia durante o procedimento cirúrgico</td></tr><tr><td>Seda trançada preta 4-0 USP</td><td>Surgical Specialties</td><td>SP116</td><td>Usado para suturas no pescoço para cirurgia pMCAO</td></tr><tr><td>Bupivacaína</td><td>Hospira</td><td>0409-1159-18</td><td>Usado antes de fechar feridas durante o procedimento cirúrgico</td></tr><tr><td>C57BL/6 Mice</td><td>Jackson Lab</td><td>#000664</td><td>Camundongos usados para estudar AVC isquêmico (macho/fêmea de 2-6 meses de idade)</td></tr><tr><td>Sutura transparente</td><td>Ethicon</td><td>8606</td><td>Usado para fechar feridas (PT stroke e pMCAO). Uma sutura clara não interferirá com</td></tr> o <tr><td>diodo emissor de luz frio</td><td>Schott</td><td>KL 1600</td> da luz do <td>PAT Necessário para criar o curso da pinta</td></tr><tr><td>Lâminas descartáveis</td><td>de Accutec</td><td>74-0002</td> da lâmina de barbear para <td>seccionar o cérebro do rato</td></tr><tr><td>Broca elétrica</td><td>JSDA</td><td>JD-700</td><td>Usado para expor MCA durante o procedimento do pMCAO</td></tr><tr><td>Ferramenta do Eletrocauterization</td><td>Molhado-campo</td><td>molhado Bipolar-RG</td><td>Interrompe o fluxo sanguíneo após a perfuração durante o procedimento pMCAO</td></tr><tr><td>Gel de depilação</td><td>Veet</td><td>8282651</td><td>Usado para remover pêlos do mouse antes da imagem</td></tr><tr><td>de imagem Ponta de laço de cauterização de alta temperatura</td><td>BOVIE Medical Corporation</td><td>REF AA03</td><td>Usado para evitar sangramento ao separar o músculo temporal do crânio</td></tr><tr><td>Cartão Detector IR</td><td>Thorlabs</td><td>VRC5</td><td>Usado para garantir que o caminho da luz esteja alinhado</td></tr><tr><td>Medidor de potência a laser</td><td>Ophir</td><td>StarBright, P/N 7Z01580</td><td>Pode ser usado para calibrar a energia do laser antes da aquisição de imagens</td></tr><tr><td>Laser Speckle Imaging System</td><td>RWD Life Science Co.</td><td>RFLSI-III</td><td>Pode ser usado para validar o sucesso da cirurgia de AVC</td></tr><tr><td>Pomada Lubrificante</td> para <td>os Olhos Acalmar</td><td>AB31336</td><td>Pode ser usado para evitar o ressecamento dos olhos</td></tr><tr><td>Estágio ajustável manualmente</td><td>Thorlabs</td><td>L490</td><td>Usado com rampa personalizada para imagens AA de profundidade focal múltipla</td></tr><tr><td>Sistema de imagem Vega</td> modificado Sistema <td>de LLA00061</td><td>Perkin Elmer</td><td>contendo transdutores</td></tr> <tr><td>B-mode/AA e PATOscilador Paramétrico Óptico</td><td>Quantel</td><td>versaScan-L532</td><td>Permite o ajuste do comprimento de onda de excitação em uma grande faixa</td></tr><tr><td>Sistema de Ultrassom Programável</td><td>Verasonics</td><td>Vantage 256</td><td>Usado para a parte PAT do sistema</td></tr><tr><td>Rose Bengal</td><td>Sigma</td><td>330000</td><td>Necessário para induzir o acidente vascular cerebral PT</td></tr><tr><td>Sutura</td><td>LOOK</td><td>SP116</td><td>Usado para ligadura permanente da</td></tr><tr><td>temperatura CCA Contoller</td><td>Physitemp</td><td>TCAT-2</td><td>Usado para manter a temperatura corporal estável de camundongos durante procedimentos</td></tr><tr><td>VesselVue Microbubbles</td><td>Perkin Elmer</td><td>P-4007001</td><td>Usado para angiografia acústica (2,43 &vezes; 10 ^ 9 microbolhas / mL)</td></tr></tbody></table>

fotoacústica, ultrassonografia e angiotomografia integradas (pausat) para imagem não invasiva do cérebro inteiro do acidente vascular cerebral isquêmico

Integrated Photoacoustic, Ultrasound, and Angiographic Tomography (PAUSAT) for NonInvasive Whole-Brain Imaging of Ischemic Stroke

Apresentamos aqui um estudo experimental de AVC isquêmico usando nosso recém-desenvolvido sistema de imagem não invasivo que integra três tecnologias de imagem baseadas em acústica: fotoacústica, ultrassom e angiotomografia angiográfica (PAUSAT). A combinação dessas três modalidades ajuda a adquirir tomografia fotoacústica (TAP) multiespectral da oxigenação sanguínea cerebral, ultrassom de alta frequência do tecido cerebral e angiografia acústica da perfusão sanguínea cerebral. A plataforma de imagem multimodal permite o estudo das alterações de perfusão e oxigenação cerebral em todo o cérebro de camundongos após o AVC. Dois modelos de acidente vascular cerebral isquêmico comumente utilizados foram avaliados: o modelo de oclusão permanente da artéria cerebral média (pMCAO) e o modelo fototrombótico (TP). O PAUSAT foi usado para obter imagens dos mesmos cérebros de camundongos antes e depois de um AVC e analisar quantitativamente ambos os modelos de AVC. Esse sistema de imagem foi capaz de mostrar claramente as alterações vasculares cerebrais após o AVC isquêmico, incluindo redução significativa da perfusão sanguínea e da oxigenação na região do infarto do AVC (ipsilateral) em comparação com o tecido não lesado (contralateral). Os resultados foram confirmados por meio de imagens de contraste speckle a laser e pela coloração de cloreto de trifeniltetrazólio (TTC). Além disso, o volume de infarto sistólico em ambos os modelos de AVC foi medido e validado pela coloração TTC como a verdade fundamental. Através deste estudo, demonstramos que o PAUSAT pode ser uma ferramenta poderosa em estudos pré-clínicos não invasivos e longitudinais de acidente vascular cerebral isquêmico.

Imagem da morfologia dos vasos sanguíneos no cérebro O AA gera imagens da morfologia dos vasos sanguíneos excitando microbolhas no sistema circulatório em sua frequência de ressonância e recebendo a resposta super harmônica das microbolhas. Usando a rampa personalizada (Figura 2C) acoplada a um estágio ajustável manualmente, podemos obter imagens do cérebro de camundongos com o modo AA em duas profundidades focais diferentes. Quando regiões mais profundas são alvo, regiõe...

Este trabalho demonstra o uso de uma plataforma multimodal de imagem baseada em ultrassom para imagens não invasivas de acidente vascular cerebral isquêmico. Este sistema permite a quantificação da oxigenação sanguínea através de imagens fotoacústicas e a perfusão prejudicada no cérebro através da angiografia acústica.

Fotoacústica, Ultrassonografia e Angiotomografia Integradas (PAUSAT) para Imagem Não Invasiva do Cérebro Inteiro do Acidente Vascular Cerebral Isquêmico

Presented here is an experimental ischemic stroke study using our newly developed noninvasive imaging system that integrates three acoustic-based imaging ...

Existem alguns desafios experimentais. Por exemplo, a presença de pelos no couro cabeludo pode causar artefato nas imagens adquiridas. A idade do animal também desempenha um papel fundamental, já que a espessura do crânio é atualmente uma limitação para a detecção de sinais mais profundos.Muitas técnicas de imagem puramente óptica requerem um procedimento invasivo e só podem obter imagens com cerca de um milímetro de profundidade. Com o PAUSAT, combinamos as vantagens do ultrassom e da imagem óptica. Podemos obter informações estruturais e funcionais em torno do AVC isquêmico de forma completamente segura e não invasiva.Poder avaliar a evolução de uma lesão com ou sem tratamento do mesmo animal em diferentes momentos nos permite coletar informações muito valiosas. E também para reduzir o número de animais necessários para diferentes estudos. Estamos constantemente trabalhando em maneiras de melhorar a velocidade, profundidade, resolução e contraste de imagens fotoacústicas e ultrassonográficas.Com melhores sistemas de imagem, podemos responder a questões biológicas mais fundamentais e avaliar novos tratamentos experimentais.

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Research

JoVE Journal

Neuroscience

Neurociência

Fonte: Giustetto, P., et. al., Ultrassom não invasivo parenquimatoso, vascular e metabólico de alta frequência e imagens cerebrais profundas de ratos fotoacústicos. J. Vis. Exp. (2015)Neste vídeo, demonstramos o uso de ultrassom de alta frequência e imagens fotoacústicas para estudar a vasculatura e o conteúdo de hemoglobina no cérebro de ratos. Este método fornece informações detalhadas sobre a perfusão cerebral e a oxigenação do sangue, permitindo a análise não invasiva das estruturas...

Ultrassom não invasivo de alta frequência e imagem Doppler da hemodinâmica do cérebro de ratos

Fonte: Upputuri, P. K., et al. Um sistema de tomografia fotoacústica compacto de alto desempenho para imagens cerebrais de pequenos animais in vivo. J. Vis. Exp. (2017)Este vídeo demonstra um protocolo para imagens cerebrais de ratos não invasivas in vivo usando tomografia fotoacústica, mostrando a preparação, configuração do sistema de imagem e aquisição de dados para reconstruir imagens cerebrais 2D para visualizar estruturas vasculares e saúde neurovascular.

Imagem in vivo de um cérebro de rato usando tomografia fotoacústica

O presente trabalho descreve um novo protocolo para realizar ultrassom não invasivo de alta frequência e imagens fotoacústicas no cérebro de ratos, para visualizar com eficiência regiões subcorticais profundas e seus padrões vasculares, direcionando sinais nos forames cranianos naturalmente presentes no crânio do animal.

Parênquima não-invasivo, Vascular e Metabólica alta freqüência ultra-som e Fotoacústica Rat Cerebral Profunda Imagem

É demonstrado um sistema compacto de tomografia fotoacústica baseada em diodos a laser pulsado (PLD-PAT) para imagens cerebrais in vivo de alta velocidade em pequenos animais.

Um sistema de tomografia fotoacústica compacta de alto desempenho para<em&gt; In Vivo</em&gt; Imagem de cérebro de animais pequenos

Neste artigo, vamos examinar a metodologia e considerações relevantes para a combinação de TMS e fMRI para examinar os efeitos de estimulação cerebral na rede padrão.

Combinando Estimulação Magnética Transcraniana e fMRI para o Exame da rede de modo padrão

Neste artigo, vamos examinar os efeitos da Theta-Burst estimulação TMS sobre a plasticidade cortical em indivíduos que sofrem de síndrome do X Frágil e indivíduos do espectro autista.

TMS: Usando o protocolo Theta-Burst para Explorar Mechasnism de Plasticidade em Indivíduos com Síndrome do X Frágil e Autismo

Neste artigo, vamos examinar os efeitos da dependência do Estado visualmente relevantes sobre TMS induzida apresentações phosphenic motivo.

Estado de dependência-Efeitos sobre a TMS: Um olhar sobre Comportamento fosfeno Motive

Neste artigo, vamos examinar a metodologia e considerações relevantes para o protocolo de tratamento aprovado pela FDA depressão usando o dispositivo Neuronetics NeuroStar TMS.

O dispositivo NeuroStar TMS: Conduzindo a FDA Aprovado protocolo para o tratamento da depressão

O resultado dos pacientes com AVC isquêmico agudo depende de rápida restauração do fluxo sanguíneo cerebral. Este protocolo visa otimizando a gestão de tais pacientes minimizando peri-processuais temporizações e tornando o tempo de internação para reperfusão tão curto quanto possível.

Gerenciamento otimizado de tratamento Endovascular para acidente vascular cerebral isquêmico agudo

O objetivo geral deste procedimento é fornecer uma técnica altamente reprodutível para avaliação na vivo do rompimento da barreira hemato - encefálica em modelos do rato de acidente vascular cerebral isquêmico.

Uma avaliação In Vivo do rompimento da barreira hemato - encefálica em um modelo do rato de acidente vascular cerebral isquêmico

Aprenda a usar a plataforma PAUSAT para imagem não invasiva de AVC isquêmico em camundongos, combinando fotoacústica e angiotomografia. Este método permite avaliar oxigenação tecidual e perfusão cerebral em tempo real.

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Fotoacústica, Ultrassonografia e Angiotomografia Integradas (PAUSAT) para Imagem Não Invasiva do Cérebro Inteiro do Acidente Vascular Cerebral Isquêmico

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