Summary
Den samtidige evaluering av cerebrale hemodynamikk og den lysspredende egenskapene til in vivo rottehjernevevet er vist ved bruk av en konvensjonell multispektrale diffus reflektans avbildningssystem.
Introduction
Multispektrale diffus refleksjon avbildning er den mest vanlige teknikk for å oppnå et kart over romlig iboende optiske signaler (IOSs) i kortikalt vev. IOSs observert i in vivo hjernen er i hovedsak knyttet til tre fenomener: variasjoner i lys absorpsjon og spredning egenskaper på grunn av cortical hemodynamikk, variasjon i absorpsjon avhengig av reduksjon eller oksidasjon av cytokromer i mitokondrier, og variasjoner i lysspredningsegenskaper indusert av morfologiske endringer 1.
Lys i det synlige (VIS) til nær-infrarødt (NIR) spektralområdet absorberes effektivt og spres av biologisk vev. Den diffuse reflektansspektrum av in vivo hjernen er karakterisert ved absorpsjon og spredning spektra. De reduserte spredningskoeffisienter jj s 'av hjernevev i VIS-til-NIR-bølgelengdeområdet resultat i en monoton spredning spektrum oppvisering mindre størrelser ved lengre bølgelengder. Den reduserte spredningskoeffisienten spektrum μ s '(λ) kan tilnærmes til å være i form av kraftlovindeksen funksjon 2, 3 som μ s' (λ) = a x λ -b. Den spredende kraft b er relatert til størrelsen av biologiske spredningsobjekter i levende vev 2, 3. Morfologiske forandringer av vev og reduksjon av levedyktigheten av levende kortikalt vev kan påvirke størrelsen av de biologiske spredeflater 4, 5, 6, 7, 8, 9.
Et optisk system for multispektrale diffuse refleksjonsavbildning kan lett konstrueres fra en gløde liGHT kilde, enkle optiske komponenter, og en monokromatisk ladet koblet innretning (CCD). Derfor har forskjellige algoritmer og optiske systemer for multispektrale diffuse refleksjonsavbildning blitt anvendt for å vurdere kortikale hemodynamikk og / eller vev morfologi 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18.
Metoden som beskrives i denne artikkelen blir brukt til å visualisere både hemodynamikk og lysspredende egenskapene til rotte cerebral vev in vivo ved hjelp av en konvensjonell multispektrale diffus reflektans avbildningssystem. Fordelene med denne fremgangsmåten fremfor alternative teknikker er evnen til å vurdere endringer i tid og rom både cerebrale hemodynamikk og kortikalt vevmorfologi, så vel som dens anvendelighet for forskjellige hjernedysfunksjon dyremodeller. Derfor vil fremgangsmåten være egnet for undersøkelser av traumatisk hjerneskade, epileptiske anfall, slag og iskemi.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Dyrpleie, forberedelse og eksperimentelle protokoller ble godkjent av dyreforskningsutvalget i Tokyo University of Agriculture and Technology. For denne metoden er roten innkapslet i et kontrollert miljø (24 ° C, 12 h lys / mørk syklus), med mat og vann tilgjengelig ad libitum.
1. Konstruksjon av et konvensjonelt multispectral diffus reflekterings-imaging system
- Monter ni smalbånd optiske interferensfiltre med senterbølgelengder på 500, 520, 540, 560, 570, 580, 600, 730 og 760 nm til filterhullene i det motoriserte filterhjulet.
- Konstruer et multispectral bildesystem ved hjelp av en bredbånds hvit lyskilde, et motorisert filterhjul med ovenstående sett med smalbåndsinterferensfiltre, en lysguide, et samlingsobjektiv, et videozoomobjektiv og et monokromatisk CCD-kamera. Oppsettet av optiske komponenter, vist i figur 2 , kan henvises til forer konstruksjon prosedyre.
MERK: vinkel belysning er omtrent 45 ° i forhold til prøvens overflate. - Slå på halogenlampe lyskilde for å belyse overflaten av prøven via et interferensfilter, lyslederen, og samlelinsen.
- Åpne opererer programvaren til CCD-kamera.
2. Dyrepreparat
MERK: I denne protokollen ble rotten ikke brukes for fremtidige eksperimenter, og det ble ofret umiddelbart etter målinger av multispektrale bilder.
- Koble innløpsporten i en induksjonskammeret til utløpsåpningen på en anestesi-maskin med et rør. Koble utløpsåpningen av induksjonskammeret til innløpsporten i det anestesi maskin med et annet rør.
- Plasser rotte inn i induksjonskammeret og indusere anestesi med 5,0% isofluran. Opprettholde anestesi ved en dybde slik at rotten ikke reagerer på tå klyper. Lower til 2,0% isofluran ved hjelp av en dreieknapp på anestesiapparatet.
- Fest rotte hode i en stereotaktisk ramme. Fest et munnstykke for anestesi til den stereotaktisk ramme.
- Koble innløpsåpningen av munnstykket til utløpsporten av anestesiapparatet med et rør. Koble utløpsåpningen av munnstykket til innløpsåpningen av anestesiapparatet med et rør.
- Barbere hodet regionen utover den potensielle snittet området ved hjelp hårklippe inntil hudoverflaten vises.
- Gjøre et langsgående snitt ca. 20 mm long langs midtlinjen av hodet ved hjelp av en kirurgisk skalpell (figur 1 (a)) og eksponere de subkutane bindevev (figur 1 (b)).
- Fjern de subkutane bindevev ved hjelp av en skarp kyrette eller en tang og trekke det til begge sider av hodet for å eksponere skallen ben (figur 1 (c)).
- Grave en grøft ellipsoidiske på skallebenet inne i cranial sutures (koronale sutur, sagittal sutur, og lambdoid sutur) ved anvendelse av en høyhastighets-drill (Figur 1 (d)).
- Langsomt og homogent grave skallebenet inne i grøften ved hjelp av høyhastighets-drill.
- Trykk lett på overflaten av det fortynnede skallen med spissen av tangen for å estimere benet tykkelse og styrke etter at den cerebrale kar vises. Dersom det fortynnede skallen region presser lett, avslutte reduksjonen av skallebenet med høy hastighet drill.
- Skjær ellipsoidiske grenselinjen til tynnet skallen stykkevis bruke spissen av tangen eller små kirurgiske saks.
- Fjern tynnet skallen fra hjernens overflate sakte og forsiktig bruk av tang.
- Forsiktig bade den kraniale vindu med fysiologisk saltvann og dekke den med en gjennomsiktig glassplate omtrent 0,1 mm tykk.
3. Regulering av Fraksjon av innåndet oksygen
MERK: luft Condisjon kan endres ved å regulere den andel av inspirert oksygen (FiO 2).
- Ved hjelp av et rør, å koble den første port på en Y-formet rør-kontakt (plugg 1) til den første porten på en annen Y-formet rør-kontakt (kontakt 2).
- Koble innløpsåpningen av munnstykket til den andre port rørkobling 1.
- Ved hjelp av et rør, kobler den tredje port av rørkonnektoren 1 til en oksygenkonsentrasjon på monitoranordning.
- Med et rør, kobler den andre port rørkobling 2 til utløpsporten av en anestesiapparatet.
- Ved hjelp av et rør, kobler den tredje port av rør-kontakt 2 til utløpsporten av en gassblanding enhet.
- Kople den ene innløpsport av gassblandingen anordningen til en høytrykks 95% O 2-5% CO2 gass-sylinder ved hjelp av en slange.
- Koble den andre innløpsporten i gassblandingen anordningen til en høytrykks 95% N 2-5% CO2 gass-sylinder ved hjelp av en slange.
- Endre gassmengder of O2 og N2 ved hjelp av dreiebryterne på gassblandingen anordningen.
- Kontrollere og regulere FiO 2 ved bruk av oksygenkonsentrasjonen monitoranordning.
4. Erverv av multispektrale Diffusrefleksjonskoeffisienten Images
- Oppkjøp av referansebilder
Merk: De optiske komponenter som anvendes i dette forsøk, slik som lyskilde, optisk fiber, og detektorene har sine egne spektrale karakteristikker. Derfor bør intensiteten av lys som passerer gjennom disse komponentene bli registrert som et referansebilde. Referansebildet er et bilde tatt med en standard hvit diffusor belyst med lyset fra lyskilden.- Sett standard hvit diffuser på scenen horisontalt.
- Fokus kameralinsen på overflaten av hvite diffusoren ved å rotere zoomingen på sylinderen.
- Juster integreringstiden på kameraet ved å velge riktig verdi fraRullegardinliste over integrasjonstider i kameraets operativprogramvare, slik at den største mengden lys gir et signal som er omtrent 75% av maksimumsverdiene. Mens du ser på histogrammet av pikselverdier, justerer du integrasjonstiden til signalintensitetsnivået er ca. 75% av maksimumsverdiene.
- Velg "lagre" kommandoen fra filmenyen for å lagre et bilde til en fil.
- Bytt filterplassering ved å dreie filterhjulet.
- Lagre et bilde ved andre bølgelengder i henhold til prosessen beskrevet ovenfor. Filnavnet skal identifisere prøven og bølgelengden som brukes ( f.eks. W500, W520, W540 ... W760).
- Oppkjøp av prøvebilder
Merk: Bilder av diffus reflektert lysintensitet av eksponert rottehjerne ved ni bølgelengder fanges og lagres på harddisken på en personlig datamaskin med samme oppkjøpsbetingelser.- Forsiktig plasser rved på scenen og langsomt justere fasen nivå slik at kameraet kan fokusere på overflaten av rottehjernen.
- Velg "lagre" kommandoen fra Fil-menyen for å lagre et bilde til en fil.
- Endrer filteret sted ved å dreie filterhjulet.
- Lagre et bilde på de andre bølgelengder, i henhold til fremgangsmåten beskrevet ovenfor. Filnavnet skal identifisere prøven og bølgelengde (f.eks R500, R520, R540 ... R760).
- Oppkjøp av mørke bilder
MERK: CCD-kamera kan generere en lysintensitet i respons på et elektrisk signal. Det er imidlertid noen mindre produksjonen på grunn av støy i de elektriske kretser og detektorer, selv om lampen ikke gå inn til detektoren; dette kalles mørk støy. For å måle nøyaktig den spektrale intensiteten av lyset, bør den mørke strømkomponent bli registrert som et mørkt bilde, og deretter subtrahert fra det målte signal. Den mørke bildet er et bilde taken med lysveien blokkert.- Slå av halogenlampen lyskilde.
- Blokkerer lysbanen på CCD-kamerasystem som bruker en avskjermingsplate.
- Velg "lagre" kommandoen fra Fil-menyen for å lagre et bilde til en fil. Filnavnet skal identifisere prøven (f.eks Mørk).
5. Visualisering hemoglobininnholdet og lysspredning Parameter
MERK: Et sett med multispektrale Diffusrefleksjonskoeffisienten bildene er lagret på harddisken på en PC og analysert offline. En multippel regresjonsanalyse hjulpet av en Monte Carlo-simulering 19 av de multispektrale diffuse refleksjon bilder ved ni bølgelengder (500, 520, 540, 560, 570, 580, 600, 730 og 760 nm) blir deretter utført for å visualisere det todimensjonale kartene over oksygenert hemoglobin konsentrasjon, deoksygenert hemoglobinkonsentrasjonen, total hemoglobinkonsentrasjon, regional cerebral oksygenmetning, og ekskrementringseffekt. Den detaljerte algoritmen har blitt publisert i litteratur 17, 18.
- Trekk mørkt bilde fra både referansebildet og prøvebildet ved hver bølgelengde.
- Normaliser den eksempelbilde av referansebildet ved hver bølgelengde λ. Behandle det normaliserte bildet som den diffuse refleksjonsbilde R.
- Beregn absorbans (eller optisk tetthet) bilde A ved å ta logaritmen av den resiproke verdi av den diffuse refleksjonsbilde R ved hver bølgelengde λ:
(1) - Generere en tredimensjonal matrise ved å stable absorbansverdiene bildene i rekkefølgen av deres bølgelengder, hvor x - y-planet viser den strukturelle informasjon som er innhentet for hjernens overflate, og z-aksen viser den spektrale informasjon.
- PeFormulere en multiple regresjonsanalyse for absorbansspektret A ( λ ) ved hver xy-koordinat.
- Bruk absorbansspektret A ( λ ) som den avhengige variabelen og de molære ekstinksjonskoeffisientspektraene av oksygenert hemoglobin ε HbO ( λ ) og deoksygenert hemoglobin ε HbR ( λ ) som de uavhengige variablene for trinn 5.5 (publiserte verdier for ε HbO ( λ ) Og e HbR ( λ ) er angitt i tabell 1 ).
- Kontroller de todimensjonale kartene (bilder) av de tre multiple regresjonskoeffisientene en HbO , en HbR og en 0 .
- Generer en tredimensjonal matrise ved å stable bildene av de multiple regresjonskoeffisientene i rekkefølgen en HbO , en HbR og en 0 , hvor
- Beregn oksygenert hemoglobin konsentrasjonen C HbO, deoksygenert hemoglobinkonsentrasjonen C HBr, og det spredende kraft b fra settet av multippel regresjon av koeffisientene a HbO, en HBr, og en 0 på hvert XY-koordinatsystem ved hjelp av følgende empiriske formler (han verdier av β HbO, i, β HBr, i, og β 0, i (i = 0,1,2,3) er gitt i tabell 2):
(2) 
(3)
(4) - Kontroller de to-dimensjonale kart (bilder) av oksygenert hemoglobin konsentrasjonen C HbO, deoksygenert hemoglobinkonsentrasjonen C HBr, og den sprednings kraft b.
- Beregn et todimensjonalt kart over den totale hemoglobinkonsentrasjonen C HBT ved å summere C HbO og C HBr ved hver x - y-koordinaten.
- Beregn et todimensjonalt kart over den regional cerebral oksygenmetning RSO 2 ved å dividere oksygenert hemoglobin konsentrasjonen C HbO av den totale hemoglobinkonsentrasjonen C HBT ved hver x - y-koordinaten.
(1) 
(2) 
(3)
(4) Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Representative spektralbilder av diffus reflektans ervervet fra in vivo-rottehjerner er vist i figur 3. Bildene ved 500, 520, 540, 560, 570, og 580 nm tydelig se et tett nettverk av blodkar i den cerebrale cortex. Forringelse av kontrasten mellom blodkar og det omgivende vev observert i bildene ved 600, 730 og 760 nm reflekterer den nedre absorpsjon av lys av hemoglobin ved lengre og NIR-bølgelengder.
Figur 4 viser representative beregnede bilder av en eksponert rottehjerne for oksygenert hemoglobin konsentrasjon, deoksygenert hemoglobinkonsentrasjonen, total hemoglobinkonsentrasjon, regional cerebral oksygenmetning, og spredning kraft. Som forventet fra Diffusrefleksjonskoeffisienten bildene ved kortere bølgelengder i figur 3, vil den totale hemoglobinkonsentrasjonen i blod vessel region er høyere enn i det omgivende vev regionen. På den annen side, oksygenerte hemoglobinkonsentrasjoner i arterioler er høyere enn de i venyler på grunn av hemoglobin i arterielt blod som er meget mer oksygenrikt enn i venøst blod. Derfor kan fordelingen av arterioler og venuler være klart skjelnes i det beregnede bildet av regional oksygenmetning.
Representative beregnede bilder av en eksponert rottehjerne under endringer i FiO 2 for diffus reflektans ved 500 nm r (500), konsentrering av oksygenert hemoglobin C HbO, konsentrasjonen av deoksygenert hemoglobin C HBr, konsentrasjonen av totalt hemoglobin C HBT, regional cerebral oksygenmetning RSO 2, og spredning av strømmen B er vist i figur 5. Verdien av RSO 2 øker under hyperoksiske betingelserog redusert bemerkelsesverdig etter induksjon av anoksiske betingelser. Verdien av b ble svakt øket i løpet av perioden fra begynnelsen av anoksi til respirasjonsstans, mens den kontinuerlig ble redusert i perioden fra 5 minutter til 30 minutter etter starten av anoksi. Disse endringene i verdien av b var en indikasjon på morfologiske endringer, som for eksempel svelling og krymping av cellulære og subcellulære strukturer, indusert ved tap av vevs-levedyktighet i hjernen.
Figur 1: Trinn i kirurgisk Eksponering av Rat Cerebral Cortex. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
Figur 2: Skjematisk diagram av eksperimentell apparat for administrering av anestesi og endring av brøkdel av inspirert oksygen. Vennligst klikk her for å se en større versjon av denne figuren.
Figur 3: Representative multispektrale diffuse reflekteringsbilder ved 500, 520, 540, 560, 570, 580, 600, 730 og 760 nm, oppnådd fra en In vivo rottehjerne. Vennligst klikk her for å se en større versjon av denne figuren.
Figur 4: Representative estimerte bilder av en eksponert rottehjerne. <strong> (a) Konsentrasjon av oksygenert hemoglobin C HbO, (b) konsentrasjonen av deoksygenert hemoglobin C HBr, konsentrasjonen av totalt hemoglobin C HBT (c), (d) regional cerebral oksygenmetning RSO 2, og (e) spredende kraft b. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
Figur 5: Representative Resultater av en Exposed Rat hjernen under Endringer i FiO 2. Bilder fra in vivo rotte kortikalt vev under endringer i FiO 2 for diffus reflektans ved 500 nm r (500), konsentrering av oksygenert hemoglobin C HbO, konsentrasjonAv deoksygenert hemoglobin C HbR , konsentrasjon av totalt hemoglobin C HbT , regional cerebral oksygenmetning rSO 2 og spredningskraft b . Vennligst klikk her for å se en større versjon av denne figuren.
| Bølgelengde 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 |
Tabell 1: Verdiene for ε HbO og ε HbO benyttet for multippel regresjonsanalyse. De molare ekstinksjonskoeffisienter av oksygenert hemoglobin ε HbO og oksygenfritt hemoglobin ε HBr ved hver bølgelengde λ.
| Jeg | β HbO, jeg | β HBr, jeg | 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 |
Tabell 2: verdiene av β HbO, i, β HBr, i, og p 0, i (i = 0,1,2,3) som benyttes i empirisk formel for C HbO, C HBr, og b. Legg merke til at enheter av C HbO og C HBr avledet fra disse empiriske formler er volumkonsentrasjonen, der hemoglobinkonsentrasjon av fullblod med en hematokrittverdi avlesning på 44% blir tatt for å være 100% volumkonsentrasjonen av hemoglobin. De empiriske formler for hemoglobin konsentrasjonerAtioner kan avledes fra diffuse reflektansspekterene beregnet ved Monte Carlo simulering av lystransport 19 . Den detaljerte prosess for avledning av de empiriske formler er blitt beskrevet i litteraturen 17 , 18 .
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Den mest kritiske trinn i denne protokollen er fjerning av den fortynnede skallen området for å gjøre cranial vinduet; dette bør gjøres nøye for å unngå uventet blødning. Dette trinn er viktig for å oppnå høy kvalitet multispektrale diffuse reflektansmålinger bilder med høy nøyaktighet. Bruken av en stereo anbefales for den kirurgiske prosedyren hvis mulig. Små biter av gelatin svamp er nyttige for hemostase.
Det optiske system som er beskrevet i denne artikkelen passerer en monokromatisk lys gjennom et interferensfilter plassert foran lyskilden. Dette kan bli modifisert ved å plassere filterhjulet foran videokameralinsen eller CCD-kamera. I dette tilfelle kan imidlertid fokalplanet være variabel hvis interferensfiltre med forskjellige tykkelser blir anvendt, og dette vil føre til en forringelse av bildekvaliteten. Det er nødvendig å fjerne glassplaten fra den kraniale vinduet om en registrerende elektrode som er innsattinn i det kortikale vev for elektrofysiologiske målinger, slik som målinger av elektriske lokale feltpotensial. I dette tilfellet kan det billeddannende system detektere uønsket speilende refleksjon fra kortikale overflate. Dette problemet kan unngås ved å bruke et sett av polariseringsplater med en krysset Nicols innretting.
Den konvensjonelle multispektrale avbildningsapparaturen vist i denne artikkelen er noe tidkrevende å bruke, ettersom filter stillinger i hjulet endres mekanisk. Dette betyr at det bildedannende system registrerer hver diffus reflektans bilde sekvensielt ved en annen bølgelengde-punkt. På grunn av denne begrensningen, er dette systemet utilstrekkelig for å fange raske IOSs, for eksempel endringer i refleksjon spektrum på grunn av nevrale aktiviteter 20. Selv oksygenert hemoglobin og oksygenfritt hemoglobin er hoved kromoforene i den levende hjernevev, de andre kromoforer, slik som cytokrom c oksidase, flavin-adenin-dinukleotid og nikotinamid-adenin-dinukleotid, også bidra til absorpsjonskoeffisienten i det synlige bølgelengdeområdet. Derfor kan de estimerte verdier av C HbO, C HBr, C HBT, RSO 2, og b bli påvirket av de mindre kromoforene. Dessuten, denne tilnærmingen integrerer all informasjonen sammen dybderetningen fordi det er avhengig av diffus refleksjon. Derfor vil det billeddannende system ikke utføre dybde-oppløst målinger.
Det er fordelaktig at den algoritmen som brukes i det foreliggende system også kan anvendes for å multispektrale diffuse reflektansmålinger bilder tatt av andre hurtige spektrale avbildningsteknikker, for eksempel en akusto-optisk avstembart filter 21, en fler åpning smålinse matrise med interferensfiltre 22, og de spektrale gjenoppbygging bilder fra et RGB-bilde 17, 23. Ved hjelp av den foreslåtte algoritme og hurtige spektralteknikker sammen er en lovende metode for evaluering av rask IOS avbildning, samt for anvendelse i kliniske situasjoner.
De fleste multispektralt hjerneavbildningsteknikker hittil har hovedsakelig fokusert på kortikale hemodynamikk og normalt vev metabolisme, slik som cerebral blodvolum, regional cerebral oksygenmetning, og cerebral metabolsk rate av oksygen 10, 11, 12, 13, 14. Flere eksisterende tilnærminger evaluere det spredende amplitude under forutsetning av at spredningsevnen er konstant 15, 16. Imidlertid kan morfologiske endringer av vev på grunn av patofysiologiske endringer og en reduksjon av levedyktighet i kortikale levende vev påvirke størrelsen av biologiske diffraktorer 4, 5, 6, 7, 8, 9. Derfor er det viktig å beregne spredningen parameter av b kvantitativt å evaluere vev morfologier av hjernen. Betydningen av den foreliggende teknikk i forhold til eksisterende metoder er dens evne til å samtidig måle endringer i tid og rom cerebral hemodynamikk og morfologi kortikalt vev.
Når det gjelder fremtidige applikasjoner, kan denne algoritmen anvendes ved overvåkning av hjernefunksjon, vitale, og levedyktighet i kortikale vev av forskjellige hjerneforstyrrelse dyremodeller, for eksempel traumatisk hjerneskade, epileptiske anfall, slag og iskemi.
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).
