Summary
इस वीडियो यह दर्शाता है कि कैसे एक लेजर का निर्माण करने के लिए कंट्रास्ट इमेजिंग (LSCI) प्रणाली है कि आसानी से रक्त के प्रवाह की निगरानी के लिए इस्तेमाल किया जा सकता धब्बा.
Abstract
लेजर धब्बा कंट्रास्ट इमेजिंग (LSCI) एक सरल अभी तक शक्तिशाली तकनीक है कि रक्त के प्रवाह के पूरे क्षेत्र इमेजिंग के लिए प्रयोग किया जाता है. तकनीक एक गतिशील पैटर्न धब्बा में उतार चढ़ाव का विश्लेषण करने के लिए कैसे लेजर डॉपलर आवृत्ति परिवर्तन का विश्लेषण करती है कण गति का निर्धारण करने के लिए समान कणों के आंदोलन का पता लगाने. क्योंकि यह लाल रक्त कोशिकाओं के आंदोलन पर नजर रखने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है, LSCI जैसे रेटिना, त्वचा और मस्तिष्क के ऊतकों में रक्त के प्रवाह को मापने के लिए एक लोकप्रिय उपकरण बन गया है. यह विशेष रूप से उपयोगी तंत्रिका विज्ञान जहां कार्यात्मक सक्रियण, स्ट्रोक, और फैल विध्रुवण की तरह शारीरिक घटनाओं के दौरान रक्त प्रवाह परिवर्तन मात्रा निर्धारित किया जा सकता है में बन गया है. LSCI भी आकर्षक है क्योंकि यह उत्कृष्ट स्थानिक और लौकिक संकल्प प्रदान करता है, जबकि सस्ती इंस्ट्रूमेंटेशन है कि आसानी से अन्य इमेजिंग रूपात्मकता के साथ संयुक्त किया जा सकता है का उपयोग कर. यहां हम बताते हैं कि कैसे एक LSCI सेटअप बनाने के लिए और इसके लिए एक जानवर प्रयोग के दौरान मस्तिष्क में रक्त प्रवाह परिवर्तन की निगरानी करने की क्षमता प्रदर्शित.
Protocol
1. इमेजिंग सेटअप
- एक मैक्रो लेंस ज़ूम के साथ एक कैमरा एक ऊर्ध्वाधर मंच या शल्य चिकित्सा खुर्दबीन के लिए मुहिम शुरू किया जाना चाहिए (के बजाय एक मैक्रो ज़ूम लेंस, एक खुर्दबीन उद्देश्य और लेंस या एक सरल दो लेंस प्रणाली इच्छित आवर्धन के आधार पर इस्तेमाल किया जा सकता है).
- हमारी वेबसाइट से उचित सॉफ्टवेयर डाउनलोड करने के लिए कैमरा ( नियंत्रण http://bach.bme.utexas.edu/mediawiki/index.php/Software ).
- कैमरा सॉफ्टवेयर पुष्टि करने के लिए इस्तेमाल किया जाना चाहिए एक वस्तु ध्यान में वांछित ऊंचाई पर है
- एक collimation किट के साथ एक लेजर डायोड फिर सेट किया जाना चाहिए इतना है कि मुक़्तलिफ़ लेज़र प्रकाश ऑब्जेक्ट illuminates.
- / नीचे बंद सभी परिवेश प्रकाश है कि लेज़र प्रकाश को समान रूप से कैमरे के दृश्य के पूरे क्षेत्र को रोशन कर रहा है पुष्टि करने के लिए मुड़ें.
- इस उदाहरण में, लाल लेजर प्रकाश क्योंकि यह आसान था प्रदर्शित करने के लिए कैसे प्रणाली का निर्माण करने के लिए इस्तेमाल किया गया था, लेकिन अवरक्त लेसर प्रकाश बस के रूप में आसानी से इस्तेमाल किया जा सकता है और अतिरिक्त ऊतकों में गहरी मर्मज्ञ के लाभ होता है. इसके अलावा, दृश्य प्रकाश ब्लॉक करने के लिए कैमरे के सामने उपयुक्त फिल्टर के साथ, अवरक्त प्रकाश के साथ कमरा रोशनी पर इस्तेमाल किया जा सकता है.
2. सर्जिकल तैयारी
- यह एक सर्जरी गैर अस्तित्व है, हालांकि एक अस्तित्व के अध्ययन में प्रयोग हो लंबे समय सकता है एक कक्ष की खिड़की का उपयोग करके किया.
- जानवर anesthetize और यह एक stereotactic फ्रेम में जगह है.
- त्वचा और खोपड़ी आसपास के ऊतक निकालें.
- एक दंत ड्रिल का प्रयोग, पतली वांछित मस्तिष्क के लिए नमक के साथ सतह अक्सर फ्लश क्रम में मस्तिष्क हानिकारक से बचने के सावधान किया जा रहा पारदर्शिता क्षेत्र पर खोपड़ी.
- दंत सीमेंट का प्रयोग वांछित क्षेत्र के चारों ओर एक अच्छी तरह से बनाने और फिर दृश्यता में सुधार के लिए अच्छी तरह से में खनिज तेल की एक बूंद या सिलिकॉन जेल जगह है.
- वैकल्पिक रूप से, खोपड़ी और हटाया जा सकता है एक कक्ष की खिड़की यहाँ बनाया जा सकता है.
3. एकत्रित डाटा
- कैमरा सॉफ्टवेयर का उपयोग करने के लिए छवियों के अधिग्रहण और भी गणना विपरीत मूल्यों धब्बा.
- कैमरे के दृश्य के क्षेत्र में पशु प्लेस और कैमरा ऊंचाई या लेंस ध्यान केंद्रित समायोजित करें जब तक vasculature की छवियों स्पष्ट को देखा जाता है.
- यकीन है कि यह saturating के बिना पर्याप्त लेज़र प्रकाश कैमरा पहुंच रहा है. छवि के हिस्टोग्राम का प्रयोग, लेसर शक्ति को समायोजित करने के लिए सुनिश्चित करें कैमरा पिक्सल के बहुमत के बारे में आधा अपनी क्षमता के लिए उत्साहित कर रहे हैं.
- आप प्राप्त करना चाहते हैं और कितना प्रयोग की शुरुआत से पहले करते हैं औसतन छवियों की संख्या का चयन करें.
- एक बार प्रयोग शुरू होता है, रक्त प्रवाह में परिवर्तन आसानी से हित के क्षेत्रों का चयन करके या रिश्तेदार रक्त के प्रवाह की एक छवि पैदा द्वारा नजर रखी जा सकता है.
4. प्रतिनिधि परिणाम
चित्रा 1 में एक ठेठ कच्चे छवि धब्बा और एक धब्बा परिवर्तित विपरीत छवि है कि जब मस्तिष्क में रक्त के प्रवाह की जांच के लिए सॉफ्टवेयर का उपयोग कर उत्पन्न किया जाना चाहिए का एक उदाहरण दिखाता है. रक्त के प्रवाह में परिवर्तन दृश्यमान करने के लिए, यह आसान करने के लिए सॉफ्टवेयर रक्त के प्रवाह के सापेक्ष नक्शे उत्पन्न. चित्रा 2 रक्त के प्रवाह में एक क्षणिक वृद्धि हुई है कि देखने के क्षेत्र भर में यात्रा के दौरान एक रिश्तेदार रक्त प्रवाह छवियों के विशिष्ट श्रृंखला से पता चलता है. लाल रंग रक्त के प्रवाह में वृद्धि का प्रतिनिधित्व करता है जबकि नीले रंग से पता चलता है एक कमी है. हरे रंग को इंगित करता है कि वहाँ रक्त के प्रवाह में कोई परिवर्तन नहीं एक दिया आधारभूत सापेक्ष है.
चित्रा 1 कच्चे उदाहरण छवि (बाएं) धब्बा और विपरीत छवि (दाएं) धब्बा.
चित्रा 2 बाद रक्त के प्रवाह में कमी से रक्त के प्रवाह में एक क्षणिक वृद्धि के दौरान कई रिश्तेदार अलग समय बिंदुओं पर रक्त प्रवाह छवियों का उदाहरण है.
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Discussion
हम इस वीडियो में यह दिखा दिया है कितना आसान बनाने के लिए और एक लेज़र का उपयोग करें इसके विपरीत इमेजिंग प्रणाली (LSCI) धब्बा रक्त के प्रवाह में परिवर्तन को देखने के लिए है. LSCI 1 रेटिना में रक्त के प्रवाह के नक्शे उत्पन्न करने के तरीके के रूप में 1980 के दशक में विकसित किया गया था. हालांकि अभी भी छवि रेटिना और त्वचा छिड़काव के लिए इस्तेमाल किया, यह छवि 2 मस्तिष्क में रक्त के प्रवाह के लिए एक तकनीक के रूप में बेहद लोकप्रिय बन गया है. यह काफी हद तक उत्कृष्ट स्थानिक और लौकिक संकल्प और इंस्ट्रूमेंटेशन के सादगी के कारण है. LSCI कार्यात्मक सक्रियण 3,4, cortical प्रसार 5 अवसाद, और 6,7 स्ट्रोक के कारण रक्त के प्रवाह में परिवर्तन की जांच करने के लिए इस्तेमाल किया गया है. यह भी आसानी से reflectance इमेजिंग 8, वोल्टेज संवेदनशील dyes9, या ऑक्सीजन जांच 10,11 इतना है कि एकाधिक शारीरिक मापदंड के साथ imaged किया जा सकता है जैसे अन्य तकनीकों के साथ संयोजन के लाभ है.
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Disclosures
ब्याज की कोई संघर्ष की घोषणा की.
Acknowledgments
लेखकों अमेरिकन हार्ट एसोसिएशन (0735136N), दाना फाउंडेशन, राष्ट्रीय विज्ञान फाउंडेशन (CBET/0737731), और कल्टर फाउंडेशन से समर्थन स्वीकार करते हैं.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Firewire camera | Basler | scA640-74f | |
| Macro zoom lens | Edmund Scientific | NT58-240 | |
| Laser diode | Thorlabs Inc. | HL6501MG | |
| Laser diode controller | Thorlabs Inc. | LDC201CU | |
The technique is versatile enough to be used with a wide range of equipment. The only things necessary to perform the experiment are a compatible camera with a lens, a laser diode of any type with a controller, and the provided software. A table of the specific equipment used in the video is included above. A complete list of additional parts that can be used in this experiment is found on our website, http://bach.bme.utexas.edu/mediawiki/index.php/Hardware |
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References
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