Summary
Den samtidige vurdering af cerebrale hæmodynamik og lysspredningsegenskaber in vivo rotte hjernevæv vist ved anvendelse af en konventionel multispektral diffus reflektans imaging system.
Introduction
Multispektral diffus reflektans billeddannelse er den mest almindelige teknik til opnåelse af et rumligt kort over iboende optiske signaler (IOSs) i cortexvæv. IOSs observeret i in vivo-hjerne er hovedsageligt tilskrives tre fænomener: Variationer i lysabsorption og lysspredende egenskaber på grund af kortikale hæmodynamik, variation i absorption afhængigt af reduktion eller oxidation af cytochromer i mitochondrier, og variationer i lysspredningsegenskaber induceret af morfologiske ændringer 1.
Lys i det synlige (VIS) til nær-infrarøde (NIR) spektralområde absorberes effektivt og spredt af biologisk væv. Den diffuse reflektansspektret af in vivo hjerne er kendetegnet ved absorption og spredning spektre. De nedsatte spredningskoefficienterne u-s 'af hjernevæv i bølgelængdeområdet resultat VIS-til-NIR i en monoton spredning spektrum exhibiting mindre størrelser på længere bølgelængder. Den reducerede spredningskoefficient spektrum μ s '(λ) kan approksimeres til at være i form af styrkeloven funktion 2, 3 som μ s' (λ) = a × λ -b. Den spredende strøm b er relateret til størrelsen af biologiske spredere i levende væv 2, 3. Morfologiske ændringer i vævet og reduktion af levedygtigheden af levende cortexvæv kan påvirke størrelsen af de biologiske spredere 4, 5, 6, 7, 8, 9.
Et optisk system til multispektral diffus reflektans billeddannelse kan let konstrueres ud fra en glødelampe liGht kilde, enkle optiske komponenter og en monokromatisk ladet koblet enhed (CCD). Derfor er forskellige algoritmer og optiske systemer til multispektral diffus reflektansbilleddannelse blevet anvendt til at evaluere kortikal hæmodynamik og / eller vævsmorfologi 10 , 11 , 12 , 13 , 14 , 15 , 16 , 17 , 18 .
Fremgangsmåden beskrevet i denne artikel anvendes til at visualisere både hemodynamik og lette spredningsegenskaber af rottehjernevæv in vivo ved anvendelse af et konventionelt multispektralt diffus reflektansbilleddannelsessystem. Fordelene ved denne metode over alternative teknikker er evnen til at evaluere spatiotemporale ændringer i både cerebral hæmodynamik og kortikal vævmorfologi, samt dets anvendelighed til forskellige hjerne dysfunktion dyremodeller. Derfor vil metoden være passende for undersøgelser af traumatisk hjerneskade, epileptisk anfald, slagtilfælde, og iskæmi.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Dyrepleje, forberedelse og forsøgsprotokoller blev godkendt af dyreforskningsudvalget i Tokyo University of Agriculture and Technology. Til denne metode er rotten anbragt i et kontrolleret miljø (24 ° C, 12 h lys / mørk cyklus) med ad libitum mad og vand .
1. Konstruktion af et konventionelt multispektralt diffus refleksionsbilledsystem
- Monter ni narrowband optiske interferensfiltre med centerbølgelængder på 500, 520, 540, 560, 570, 580, 600, 730 og 760 nm til filterhullerne i det motoriserede filterhjul.
- Konstruer et multispectral billeddannelsessystem ved hjælp af en bredbånds hvid lyskilde, et motoriseret filterhjul med ovenstående sæt smalbåndsinterferensfiltre, en lysguide, et samlingsobjektiv, et videozoomobjektiv og et monokromatisk CCD-kamera. Opstillingen af optiske komponenter, der er vist i figur 2 , kan henvises til ther konstruktion procedure.
BEMÆRK: belysningsvinkel er ca. 45 ° i forhold til prøvens overflade. - Tænde halogenlampe lyskilde til at belyse overfladen af prøven via et interferensfilter, lyslederen, og samlelinsen.
- Åbn det transporterende software CCD-kameraet.
2. Dyrepræparation
BEMÆRK: I denne protokol, blev rotten ikke anvendes til de fremtidige eksperimenter, og det blev aflivet umiddelbart efter målingerne af multispektrale billeder.
- Forbinde indgangsporten af en induktion kammer til udløbsporten af et anæstesiapparat med et rør. Forbinde udstrømningsporten af induktion kammer til indløbsåbningen af anæstesiapparatet med et andet rør.
- Placer rotten ind i induktion kammeret og inducere anæstesi med 5,0% isofluran. Opretholde anæstesi i en sådan dybde, at rotten ikke reagerer på tå trykker. Lower til 2,0% isofluran anvendelse af en roterende knop på anæstesiapparatet.
- Fastgør rotte hoved i en stereotaktisk ramme. Vedhæfte et mundstykke til anæstesi til stereotaktisk ramme.
- Forbinde indgangsporten af mundstykket til udløbsporten af anæstesiapparatet med et rør. Forbinde udstrømningsporten af mundstykket til indløbsåbningen af anæstesiapparatet med et rør.
- Barbering hovedet regionen ud over den potentielle incisionssted hjælp hårklippere indtil hudoverfladen vises.
- Foretag en langsgående incision ca. 20 mm lang langs midterlinien af hovedet under anvendelse af en kirurgisk skalpel (figur 1 (a)), og udsætte de subkutane bindevæv (figur 1 (b)).
- Fjern de subkutane bindevæv med en skarp curette eller en tang og træk det til begge sider af hovedet for at blotlægge kraniet (figur 1 (c)).
- Grave en ellipseformet grøft på kraniet inde i kraniale suturEs (koronal sutur, sagittal sutur og lambdoid sutur) ved hjælp af en højhastighedsboremaskine ( figur 1 (d) ).
- Grav og homogent udgrave kraniumbenet inde i grøften ved hjælp af højhastighedstræningen.
- Tryk let på overfladen af den tynde kraniet med spidsens spids for at estimere knogle tykkelsen og styrken efter at et cerebralt blodkar fremkommer. Hvis den fortynnede kranieregion presses let, skal du afslutte reduktionen af kraniumbenet med højhastighedstræet.
- Skær den ellipsformede kantlinje af den tynde kraniet i stykker ved hjælp af spidsen af pincer eller små kirurgiske sakse.
- Fjern den tynde kraniet fra hjernens overflade langsomt og forsigtigt med tappen.
- Bede forsigtigt kraniet vinduet med fysiologisk saltvand og dække det med en gennemsigtig glasplade ca. 0,1 mm tykt.
3. Regulering af fraktionen af inspireret oxygen
BEMÆRK: Åndedrætsbetingelsernetion kan ændres ved at regulere den del af inspirerede oxygen (FiO 2).
- Under anvendelse af et rør, forbinde den første port af en Y-formet rør stik (stik 1) til den første port af en anden Y-formet rør stik (stik 2).
- Forbinde indgangsporten af mundstykket til den anden port af rør stik 1.
- Under anvendelse af et rør, forbinde den tredje port rørets stik 1 til en oxygenkoncentration monitor.
- Med et rør, forbinde den anden port af rør stik 2 til udløbsporten af et anæstesiapparat.
- Under anvendelse af et rør, forbinde den tredje port rørets stik 2 til udløbsporten af en gasblanding enhed.
- Forbinde en indløbsport af gasblandingen enhed til en højtryks 95% O2 - 5% CO2 gas cylinder under anvendelse af et rør.
- Tilslut den anden indgangsport af gasblandingen enhed til en højtryks 95% -N2 - 5% CO2 gas cylinder under anvendelse af et rør.
- Skift gasstrømningshastigheder oFO2 og N2 ved hjælp af roterende knapper på gasblandingsindretningen.
- Kontroller og reguler FiO 2 ved hjælp af iltkoncentrationsmonitoren.
4. Erhvervelse af de multispektrale diffuse refleksionsbilleder
- Erhvervelse af referencebilleder
BEMÆRK: De optiske komponenter, der anvendes i dette eksperiment, såsom lyskilde, optiske fibre og detektorer, har deres egne spektrale karakteristika. Derfor bør intensiteten af lyset, der passeres gennem disse komponenter, registreres som et referencebillede. Referencebilledet er et billede taget med en standard hvid diffusor belyset med lyset fra lyskilden.- Sæt den standard hvide diffusor på scenen vandret.
- Fokuser kameraobjektivet på overfladen af den hvide diffusor ved at dreje zoomringen på tønderen.
- Juster kameraets integrationstid ved at vælge den relevante værdi fraDrop-down liste over integrationstider i kameraets operationssoftware, så den største mængde lys giver et signal, der er ca. 75% af de maksimale tællinger. Mens du ser histogrammet af pixelværdier, skal du justere integrationstiden, indtil signalintensitetsniveauet er ca. 75% af de maksimale tællinger.
- Vælg "gem" kommandoen fra filmenuen for at gemme et billede til en fil.
- Skift filterets placering ved at dreje filterhjulet.
- Gem et billede ved de andre bølgelængder ifølge fremgangsmåden beskrevet ovenfor. Filnavnet skal identificere prøven og den anvendte bølgelængde ( fx W500, W520, W540 ... W760).
- Erhvervelse af prøvebilleder
Bemærk: Billeder af diffust reflekteret lysintensitet af eksponeret rottehjerne ved ni bølgelængder fanges og gemmes på harddisken på en pc, der bruger de samme opkøbsbetingelser.- Placer forsigtigt rpå på scenen og langsomt justere scenen niveau så kameraet kan fokusere på overfladen af rottens hjerne.
- Vælg kommandoen "gem" i menuen filen for at gemme et billede til en fil.
- Skift filteret placering ved at dreje filterhjulet.
- Gemme et billede på de andre bølgelængder ifølge den ovenfor beskrevne fremgangsmåde. Filnavnet skal identificere prøven og bølgelængden (fx R500, R520, R540 ... R760).
- Erhvervelse af mørke billeder
BEMÆRK: CCD-kameraet kan frembringe en lysintensitet i afhængighed af et elektrisk signal. Der er imidlertid nogle mindre output på grund af støj i de elektriske kredsløb og detektorer, selv om lyset ikke træder til detektoren; dette kaldes mørkestrøm støj. Til nøjagtigt at måle den spektrale intensitet af lys, bør mørkestrømmen komponent registreres som et mørkt billede og derefter trækkes fra den målte signal. Den mørke billede er et billede tageN med lysstien blokeret.- Sluk halogenlampens lyskilde.
- Bloker lysbanen til CCD-kamerasystemet ved hjælp af en afskærmningsplade.
- Vælg "gem" kommandoen fra filmenuen for at gemme et billede til en fil. Filnavnet skal identificere prøven ( fx Dark).
5. Visualisering af hæmoglobinindholdet og lysspredningsparameteret
BEMÆRK: Et sæt multispektrale diffuse reflektansbilleder gemmes på harddisken på en pc og analyseres offline. En multipelregressionsanalyse støttet af en Monte Carlo-simulering 19 af de multispektrale diffuse reflektansbilleder ved ni bølgelængder (500, 520, 540, 560, 570, 580, 600, 730 og 760 nm) udføres derefter for at visualisere de todimensionale Kort over oxygeniseret hæmoglobinkoncentration, deoxygeneret hæmoglobinkoncentration, total hæmoglobinkoncentration, regional cerebral oxygenmætning og scatindrejser magt. Den detaljerede algoritme er blevet offentliggjort i litteratur 17, 18.
- Fratræk den mørkt billede fra både referencen billede og prøvebillede ved hver bølgelængde.
- Normalisere prøvebilledet af referencebilledet ved hver bølgelængde λ. Behandle den normaliserede billede som diffus reflektans billedet R.
- Beregn absorbansen (eller optisk densitet) billede En ved at tage logaritmen af den reciprokke værdi af den diffuse reflektans billede R ved hver bølgelængde λ:
(1) - Generere en tredimensionel matrix ved at stable absorbansværdierne billeder i rækkefølge efter deres bølgelængder, hvor x - y plan viser den strukturelle information opnået for hjernen overflade og z-aksen viser den spektrale information.
- Perform en multipel regressionsanalyse for absorbansspektret A (λ) i hver xy koordinat.
- Brug absorbansspektret A (λ) som den afhængige variabel og den molære ekstinktionskoefficient spektre af iltet hæmoglobin ε HbO (λ) og deoxygeneret hæmoglobin ε HBr (λ) som de uafhængige variable for trin 5.5 (offentliggjort henblik ε HbO (λ) og ε HBr (λ) er tilvejebragt i tabel 1).
- Kontroller todimensionelle kort (billeder) af de tre multiple regressionskoefficienter en HBO, en HBR, og en 0.
- Generere en tredimensionel matrix ved at stable billederne af de multiple regressionskoefficienter i den rækkefølge et HbO, en HBr, og et 0, hvor
- Beregne iltet hæmoglobin koncentration C HbO, den deoxygenerede hæmoglobinkoncentration C HBr, og spredningsevne b fra sættet af multipel regression koefficienterne a HbO, en HBr, og et 0 ved hver xy koordinat anvendelse af følgende empirisk formel (han sætter af β HbO, i, β HBr, i, og β 0, i (i = 0,1,2,3) er tilvejebragt i tabel 2):
(2) 
(3)
(4) - Kontroller todimensionelle kort (billeder) af iltet hæmoglobin koncentration C HbO, den deoxygenerede hæmoglobinkoncentration C HBR, og spredningsevne f.
- Beregne et todimensionalt kort over den totale hæmoglobinkoncentration C HBT som summen C HbO og C HBr ved hvert x - y-koordinat.
- Beregne et todimensionalt kort over regional cerebral iltmætning RSO 2 ved at dividere det oxygenerede hæmoglobinkoncentration C HbO med det samlede hæmoglobinkoncentration C HBT ved hver x - y-koordinat.
(1) 
(2) 
(3)
(4) Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Repræsentative spektrale billeder af diffus reflektans erhvervet fra in vivo rottehjerner er vist i figur 3. Billederne ved 500, 520, 540, 560, 570, og 580 nm klart visualisere et tæt netværk af blodkar i hjernebarken. Forringelsen af kontrasten mellem blodkar og det omgivende væv observeret i billederne ved 600, 730 og 760 nm afspejler lavere absorption af lys ved hæmoglobin ved længere og NIR bølgelængder.
Figur 4 viser repræsentative estimerede billeder af en eksponeret rottehjerne for iltet hæmoglobin koncentration, deoxygeneret hæmoglobinkoncentration, total hæmoglobinkoncentration, regional cerebral iltmætning, og sprede strøm. Som forventet ud fra de diffuse reflektans billeder på kortere bølgelængder i figur 3, den totale koncentration hæmoglobin i blodet vesSel-regionen er højere end i det omgivende vævsområde. På den anden side er de iltede hæmoglobinkoncentrationer i arterioler højere end de i venoler, fordi hæmoglobinet i arterielt blod er meget mere iltet end i venøst blod. Derfor kan fordelingen af arterioler og venoler klart skelnes i det estimerede billede af regional iltmætning.
Repræsentative estimerede billeder af en eksponeret rottehjerne under ændringer i FiO 2 til diffus reflektans ved 500 nm r (500), koncentration af oxygeneret hæmoglobin C HbO , koncentration af deoxygeneret hæmoglobin C HbR , koncentration af totalt hæmoglobin C HbT , regional cerebral oxygenmætning rSO 2 og spredningskraft b er vist i figur 5 . Værdien af rSO 2 steg under hyperoxiske forholdog faldt bemærkelsesværdigt efter induktionen af anoxiske betingelser. Værdien af b blev let forøget i perioden fra starten af anoxi, indtil åndedrætsstop, mens det kontinuerligt faldt i perioden fra 5 min til 30 min efter indtræden af anoxi. Disse ændringer i værdien af b tydede på morfologiske ændringer, såsom ekspandering og krympning af cellulære og subcellulære strukturer, induceret af tabet af vævslevedygtighed i hjernen.
Figur 1: Trin i Kirurgisk Eksponering af rottehjernebark. Klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 2: Skematisk diagram af det eksperimentelle Apparat til Administering Anæstesi og Ændring af fraktion af indåndet ilt. Klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 3: Repræsentativ Multispectral diffus reflektans billeder ved 500, 520, 540, 560, 570, 580, 600, 730, og 760 nm Opnået ud fra en in vivo rottehjerne. Klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 4: Repræsentative Anslåede Billeder af en Exposed rottehjerne. <strong> (a) Koncentration af iltet hæmoglobin C HbO, (b) koncentrationen af deoxygeneret hæmoglobin C HBr, (c) koncentrationen af total hæmoglobin C HBT, (d) regional cerebral iltmætning RSO 2, og (e) spredende strøm b. Klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 5: Repræsentative resultater af en Exposed rottehjerne Under Ændringer i FiO 2. Billeder af in vivo rotte cortexvæv under ændringer i FiO 2 til diffus reflektans ved 500 nm r (500), koncentrationen af iltet hæmoglobin C HbO, koncentrationdeoxygeneret hæmoglobin C HBr, koncentrationen af total hæmoglobin C HBT, regional cerebral iltmætning RSO 2, og spredende kraft f. Klik her for at se en større version af dette tal.
| Bølgelængde λ nm | ε HbO (λ) | ε HBr (λ) |
| 500 | 113,03712 | 112.6548 |
| 520 | 130,69296 | 170,58384 |
| 540 | 287.4744 | 251.5968 |
| 560 | 176,11128 | 290.4552 |
| 570 | 240.2784 | 243.3888 |
| 580 | 270.5616 | 199,908 | 600 | 17,28 | 79,25688 |
| 730 | 2,106 | 5,95188 |
| 760 | 3,1644 | 8,36201 |
Tabel 1: Værdierne for ε HbO og ε HbO anvendt til multipelregressionsanalysen. De molære ekstinktionskoefficienter for oxygeneret hæmoglobin ε HbO og deoxygeneret hæmoglobin ε HbR ved hver bølgelængde A.
| jeg | Β HbO, i | Β HbR, i | Β b, jeg |
| 0 | -8,3302 | -5,85271 | -,76587 |
| 1 | 4405.877 | -143,23 | 53,34134 |
| 2 | 2740.622 | 3798.067 | 124.4656 |
| 3 | -4,40454 | -2,81699 | -1,36919 |
Tabel 2: De Værdier for β HbO, i, β HBr, i, og p 0, i (i = 0,1,2,3), der anvendes i empirisk formel for C HbO, C HBr, og b. Bemærk, at enheder af C HbO og C HBR afledt af disse empiriske formler er volumenet koncentration, ved hvilken hæmoglobinkoncentrationen af fuldblod med en hæmatokrit aflæsning på 44% antages at være koncentrationen 100% volumen hæmoglobin. De empiriske formler for hæmoglobin koncentrtioner kan afledes fra den diffuse reflektans spektre beregnet af Monte Carlo-simulering af lys transport 19. Den detaljerede fremgangsmåde til afledning af de empiriske formler er blevet beskrevet i litteraturen 17, 18.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Det mest kritiske trin i denne protokol er fjernelsen af den tyndere kraniet området til at gøre den kraniale vindue; dette skal udføres omhyggeligt for at undgå uventet blødning. Dette trin er vigtigt for at opnå høj kvalitet Multispektral diffus reflektans billeder med stor nøjagtighed. Det anbefales at bruge af et stereomikroskop for den kirurgiske procedure, hvis det er muligt. Små stykker af gelatine svamp er egnede til hæmostase.
Det optiske system beskrevet i denne artikel passerer en monokromatisk lys gennem et interferensfilter placeret foran lyskilden. Dette kan ændres ved at placere filteret hjul foran videokameraet linse eller CCD-kamera. I dette tilfælde kan imidlertid fokusplanet være variabel, hvis der anvendes interferensfiltre med forskellige tykkelser, og dette vil medføre en forringelse af billedkvaliteten. Det er nødvendigt at fjerne glaspladen fra den kraniale vinduet, hvis der indsættes en optagelse elektrodei det kortikale væv til elektrofysiologi målinger, såsom målinger af det elektriske lokale felt potentiale. I dette tilfælde kan det billeddannende system detektere uønsket spejlende refleksion fra den kortikale overflade. Dette problem kan undgås ved anvendelse af et sæt af polarisering plader med et krydset Nicols tilpasning.
Den konventionelle Multispektralbilledteknik apparat demonstreret i denne artikel er noget tidskrævende at bruge, da de filterpositioner i hjulet skiftes mekanisk. Det betyder, at det billeddannende system fanger hver diffus reflektans billede successivt, ved en anden bølgelængde-punkt. På grund af denne begrænsning, dette system er utilstrækkeligt til at fange hurtige IOSs, såsom ændringer i reflektans spektrum på grund af neuronale aktiviteter 20. Selvom iltet hæmoglobin og deoxygeneret hæmoglobin er de vigtigste kromoforer i den levende hjernevæv, de andre kromoforer, såsom cytochrom c-oxidase, flavinadenindinukleotid og nikotinamidadenindinukleotid, bidrager også til absorptionskoefficienten i det synlige bølgelængdeområde. Derfor kan de estimerede værdier af C HbO, C HBr, C HBT, RSO 2, og b blive påvirket af de mindre kromoforer. Desuden er denne tilgang integrerer alle oplysninger sammen dybden retning, fordi den bygger på diffus refleksion. Derfor har billeddannende system ikke udføre dybde-løst målinger.
Det er fordelagtigt at algoritmen anvendt til det foreliggende system også kan anvendes til multispektrale diffus reflektans billeder taget af andre hurtige spektrale billeddannelsesteknikker, såsom et akustisk-optisk indstilleligt filter 21, en multi-åbning smålinsearrayet med interferensfiltre 22 og de spektrale genopbygning billeder fra et RGB-billede 17, 23. Brug af den foreslåede algoritme og hurtige spektrale teknikker er sammen en lovende tilgang til evaluering af hurtig IOS-billeddannelse såvel som til brug i kliniske situationer.
De fleste multispektrale hjerneafbildningsteknikker hidtil har hovedsagelig fokuseret på cortical hæmodynamik og vævsmetabolisme, såsom cerebral blodvolumen, regional cerebral oxygenmætning og cerebral metabolic rate of oxygen 10 , 11 , 12 , 13 , 14 . Flere eksisterende fremgangsmåder vurderer spredningsamplituden under antagelse om, at spredningskraften er konstant 15 , 16 . Imidlertid kan morfologiske ændringer af væv på grund af patofysiologiske ændringer og en reduktion af levedygtigheden i levende kortikvæv påvirke størrelsen af biologiske spredere 4, 5, 6, 7, 8, 9. Derfor er det vigtigt at estimere spredningen parameter b kvantitativt at evaluere væv morfologier af hjernen. Betydningen af den foreliggende teknik i forhold til eksisterende fremgangsmåder er dens evne til samtidigt måle spatiotemporale ændringer i cerebral hæmodynamik og cortexvæv morfologi.
I form af fremtidige applikationer, kan denne algoritme anvendes til overvågning hjernefunktion, livstegn, og levedygtigheden i cortexvæv af forskellige hjerne disorder dyremodeller, såsom traumatisk hjerneskade, epileptisk anfald, slagtilfælde og iskæmi.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 150-W halogen-lamp light source | Hayashi Watch Works Co., Ltd, Tokyo, Japan | LA-150SAE | |
| Light guide | Hayashi Watch Works Co., Ltd, Tokyo, Japan | LGC1-5L1000 | |
| Collecting lens | Hayashi Watch Works Co., Ltd, Tokyo, Japan | SH-F16 | |
| Interference filters l@ 500 nm | Edmund Optics Japan Ltd, Tokyo, Japan | #65088 | |
| Interference filters l@ 520 nm | Edmund Optics Japan Ltd, Tokyo, Japan | #65093 | |
| Interference filters l@ 540 nm | Edmund Optics Japan Ltd, Tokyo, Japan | #65096 | |
| Interference filters l@ 560 nm | Edmund Optics Japan Ltd, Tokyo, Japan | #67766 | |
| Interference filters l@ 570 nm | Edmund Optics Japan Ltd, Tokyo, Japan | #67767 | |
| Interference filters l@ 580 nm | Edmund Optics Japan Ltd, Tokyo, Japan | #65646 | |
| Interference filters l@ 600 nm | Edmund Optics Japan Ltd, Tokyo, Japan | #65102 | |
| Interference filters l@ 730 nm | Edmund Optics Japan Ltd, Tokyo, Japan | #65115 | |
| Interference filters l@ 760 nm | Edmund Optics Japan Ltd, Tokyo, Japan | #67777 | |
| Motorized filter wheel | Andover Corporation, NH, USA | FW-MOT-12.5 | |
| 8-bit monochromatic CCD camera | THE IMAGINGSOURCE, Germany | DMK21BU618.H | |
| Video zoom lens | Edmund Optics Japan Ltd, Tokyo, Japan | VZMTM300i | |
| Spectralon white standard with 99% diffuse reflectance | Labsphere Incorporated, North Sutton, NH, USA | SRS-99-020 |
References
- 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 diagnostics. Appl. Opt. 37 (16), 3586-3593 (1998).
- Abookasis, D., et al. Imaging cortical absorption, scattering, and hemodynamic response during ischemic stroke using spatially modulated near-infrared illumination. J. Biomed. Opt. 14 (2), 024033 (2009).
- Lipton, P. Ischemic cell death in brain neuron. Physiol. Rev. 79 (4), 1432-1568 (1999).
- Jarvis, C. R., Anderson, T. R., Andrew, R. D. Anoxic depolarization mediates acute damage independent of glutamate in neocortical brain slices. Cereb. Cortex. 11 (3), 249-259 (2001).
- Joshi, I., Andrew, R. D. Imaging anoxic depolarization during ischemia-like conditions in the mouse hemi-brain slice. J. Neurophysiol. 85 (1), 414-424 (2001).
- Polischuk, T. M., Jarvis, C. R., Andrew, R. D. Intrinsic optical signaling denoting neuronal damage in response to acute excitotoxic insult in the hippocampal slice. Neurobiol. Dis. 4 (6), 423-437 (1998).
- Jarvis, C. R., Lilge, L., Vipond, G. J., Andrew, R. D. Interpretation of intrinsic optical signals and calcein fluorescence during acute excitotoxic insult in the hippocampal slice. NeuroImage. 10 (4), 357-372 (1999).
- Obeidat, A. S., Jarvis, C. R., Andrew, R. D. Glutamate does not mediate acute neuronal damage after spreading depression induced by O2/glucose deprivation in the hippocampal slice. J. Cereb. Blood Flow Metab. 20 (2), 412-422 (2000).
- Dunn, A. K., Devor, A., Dale, A. M., Boas, D. A. Spatial extent of oxygen metabolism and hemodynamic changes during functional activation of the rat somatosensory cortex. Neuroimage. 27 (2), 279-290 (2005).
- Jones, M., Berwick, J., Johnston, D., Mayhew, J. Concurrent optical imaging spectroscopy and laser-Doppler flowmetry: the relationship between blood flow, oxygenation, and volume in rodent barrel cortex. Neuroimage. 13 (6), 1002-1015 (2001).
- Jones, M., Berwick, J., Mayhew, J. Changes in blood flow, oxygenation, and volume following extended stimulation of rodent barrel cortex. Neuroimage. 15 (3), 474-487 (2002).
- Zhou, C., et al. Diffuse optical correlation tomography of cerebral blood flow during cortical spreading depression in rat brain. Opt. Express. 14 (3), 1125-1144 (2006).
- Bouchard, M. B., Chen, B. R., Burgess, S. A., Hillman, E. M. C. Ultra-fast multispectral optical imaging of cortical oxygenation, blood flow, and intracellular calcium dynamics. Opt. Express. 17 (18), 15670-15678 (2009).
- Jones, P. B., et al. Simultaneous multispectral reflectance imaging and laser speckle flowmetry of cerebral blood flow and oxygen metabolism in focal cerebral ischemia. J. Biomed. Opt. 13 (4), 044007 (2008).
- Kawauchi, S., et al. Diffuse light reflectance signals as potential indicators of loss of viability in brain tissue due to hypoxia: charge-coupled-device-based imaging and fiber-based measurement. J. Biomed. Opt. 18 (1), 015003 (2013).
- Yoshida, K., et al. Multispectral imaging of absorption and scattering properties of in vivo exposed rat brain using a digital red-green-blue camera. J. Biomed. Opt. 20 (5), 051026 (2015).
- Nishidate, I., et al. Evaluation of Cerebral Hemodynamics and Tissue Morphology of In Vivo Rat Brain Using Spectral Diffuse Reflectance Imaging. Appl. Spectrosc. , (2016).
- Wang, L. -H., Jacques, S. L., Zheng, L. -Q. MCML-Monte Carlo modeling of photon transport in multi-layered tissues. Comput. Methods Programs Biomed. 47 (2), 131-146 (1995).
- Tsytsarev, V., Premachandra, K., Takeshita, D., Bahar, S. Imaging cortical electrical stimulation in vivo: Fast intrinsic optical signal versus voltage-sensitive dyes. Opt. Lett. 33 (9), 1032-1034 (2008).
- Arnold, T., Biasio, M. D., Leitner, R. Hyper-spectral video endoscope for intra-surgery tissue classification using auto-fluorescence and reflectance spectroscopy. Proc. SPIE. 8087, 808711 (2011).
- Basiri, A., et al. Use of a multi-spectral camera in the characterization of skin wounds. Opt. Express. 18 (4), 3244-3257 (2010).
- Nishidate, I., Maeda, T., Niizeki, K., Aizu, Y. Estimation of melanin and hemoglobin using spectral reflectance images reconstructed from a digital RGB image by the Wiener estimation method. Sensors. 13 (6), 7902-7915 (2013).
