Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Bioengineering
Click here for the English version

Bioengineering

רזולוציה אקוסטית ואופטית למיקרוסקופיה פוטוקוסטית עבור Published: June 26, 2017 doi: 10.3791/55810
Automatic Translation
1, 1, 1
1School of Chemical and Biomedical Engineering, Nanyang Technological University

Summary

כאן ברזולוציה אקוסטית להחלפה (AR) ו רזולוציה אופטי (OR) מיקרוסקופית photacoustic (AR-OR-PAM) מערכת המסוגלת הן הדמיה ברזולוציה גבוהה בעומק רדודים ברזולוציה נמוכה הדמיה רקמה עמוקה על אותו מדגם in vivo הוא הפגינו.

Abstract

מיקרוסקופ Photoacoustic (PAM) הוא מהיר הדמיה invivo מודולציה הדמיה המשלבת הן אופטיקה אולטרסאונד, מתן חדירה מעבר נתיב אופטי אופטי חינם (~ 1 מ"מ בעור) עם רזולוציה גבוהה. על ידי שילוב של ניגוד קליטה אופטי עם רזולוציה מרחבית גבוהה של אולטרסאונד במודל אחד, טכניקה זו יכולה לחדור ברקמות עמוק. מערכות מיקרוסקופיות פוטוקוסטיות יכולות להיות בעלות רזולוציה אקוסטית נמוכה או בדיקה עמוקה או רזולוציה אופטית גבוהה בדיקה רדוד. זה מאתגר להשיג רזולוציה מרחבית גבוהה חדירה עומק גדול עם מערכת אחת. עבודה זו מציגה מערכת AR-OR-PAM המסוגלת הן הדמיה ברזולוציה גבוהה בעומקים רדודים ברזולוציה נמוכה הדמיה ברקמות עמוק של המדגם אותו in vivo . רזולוציה לרוחב של 4 מיקרומטר עם 1.4 מ"מ עומק הדמיה באמצעות מיקוד אופטי ברזולוציה לרוחב של 45 מיקרומטר עם 7.8 מ"מ עומק הדמיה באמצעות התמקדות אקוסטית היו מוצלחיםהוכיחו באמצעות המערכת המשולבת. הנה, ב vivo קטן vwo דם בעלי חיים הדמיה מבוצעת כדי להדגים יכולת הדמיה ביולוגית שלה.

Introduction

ברזולוציה גבוהה אופנות הדמיה אופטי, כגון טומוגרפיה קוהרנטיות אופטית, מיקרוסקופיה confocal, ומיקרוסקופ multiphoton, יש יתרונות רבים. עם זאת, רזולוציה מרחבית פוחתת באופן משמעותי ככל עומק הדמיה עולה. זה בגלל אופי מפוזר של תחבורה קלה ברקמות רכות 1 , 2 . שילוב של עירור אופטית ואולטראסאונד אופטי מספק פתרון כדי להתגבר על האתגר של הדמיה אופטית ברזולוציה גבוהה ברקמות עמוק. מיקרוסקופיה פוטוקוסטית (PAM) היא שיטה אחת כזו שיכולה לספק הדמיה עמוקה יותר מאשר אופני הדמיה אופטיים אחרים. זה יושם בהצלחה ב vivo מבניים, תפקודית, מולקולרית, תא הדמיה 3 , 4 , 5 , 6 , 7 , 8 , 9 , 10 , 11 , 12 , 13 על ידי שילוב של ניגוד קליטה אופטי חזק עם רזולוציה מרחבית גבוהה מן אולטרסאונד.

ב PAM, דופק לייזר קצר מקריא את הרקמה / מדגם. ספיגת האור על ידי chromophores ( למשל, מלנין, המוגלובין, מים וכו ' ) גורם להגדלת הטמפרטורה, וכתוצאה מכך לייצר את גלי הלחץ בצורה של גלי אקוסטיקה (גלים photacoustic). גלים photacoustic שנוצר יכול להיות מזוהה על ידי מתמר קול רחב Broadband מחוץ לגבולות הרקמות. ניצול המיקוד האקוסטי חלש אופטי הדוק, הדמיה רקמה עמוקה יכולה להיות מושגת ברזולוציה אקוסטית מיקרוסקופיה photacoustic (AR-PAM) 14 , 15 , 16 . ב AR-PAM, רזולוציה לרוחב של 45 מיקרומטר עומק הדמיה עד 3 מ"מ הודגמו 15 . על מנת לפתור נימים בודדים (~ 5 מיקרומטר) אקוסטי, מתמרים קוליים הפועלים ב> 400 MHz תדרים מרכזיים נדרשים. בתדרים גבוהים כאלה, עומק החדירה הוא פחות מ -100 מיקרומטר. הבעיה הנגרמת על ידי מיקוד אקוסטי הדוק ניתן לפתור באמצעות מיקוד אופטי הדוק. רזולוציה אופטית מיקרוסקופית פוטוקוסטית (OR-PAM) מסוגלת לפתור נימים בודדים, או אפילו תא בודד 17 , ורזולוציה לרוחב של 0.5 מיקרומטר הושגה 18 , 19 , 20 , 21 , 22 , 23 , 24 . השימוש nanojet פוטוניים יכול לעזור להשיג החלטה מעבר לפתרון מוגבל עקיפהN 25 , 26 . ב OR-PAM, עומק החדירה מוגבל בשל התמקדות אור, והוא יכול תמונה עד ~ 1.2 מ"מ בתוך הרקמה הביולוגית 23 . לכן, AR-PAM יכול תמונה עמוקה יותר, אבל עם רזולוציה נמוכה יותר, ו- OR-PAM יכול תמונה עם רזולוציה גבוהה מאוד, אבל עם עומק הדמיה מוגבל. מהירות ההדמיה של מערכת AR ו- OR-PAM תלויה בעיקר בשיעור הדופק של מקור הלייזר 27 .

שילוב AR-PAM ו- OR-PAM יהיה בעל תועלת רבה ליישומים הדורשים הן רזולוציה גבוהה והן הדמיה עמוקה יותר. נעשה מאמץ קטן לשלב מערכות אלה יחד. בדרך כלל, שני סורקי הדמיה שונים משמשים הדמיה, אשר דורש כי המדגם יועברו בין שתי המערכות, ובכך מקשה לבצע הדמיה vivo . עם זאת, הדמיה היברידית עם שניהם AR ו - PAM או מאפשר הדמיה עם החלטות להרחבה אNd מעמקים. בגישה אחת, צרור סיבים אופטיים משמש כדי לספק אור הן AR ו- PAM. בגישה זו, שני לייזר לייזרים (לייזר אנרגיה גבוהה ב 570 ננומטר עבור AR ו אנרגיה נמוכה, שיעור חזרות גבוהה לייזר ב 532 ננומטר עבור OR) משמשים, מה שהופך את המערכת לא נוח ויקר 28 . אור הלייזר OR-PAM קבוע, ומחקרים רבים, כגון על רוויון החמצן, אינם אפשריים באמצעות מערכת משולבת זו. מחקרים השוואתיים בין AR ו- OR PAM גם הם בלתי אפשריים בגלל ההבדל באורכי גל לייזר בין AR ו- OR. יתר על כן, AR-PAM משתמש תאורה שדה בהיר; לכן, אותות חזקים photacoustic מ משטח העור להגביל את איכות התמונה. מסיבה זו, המערכת לא ניתן להשתמש ביישומים רבים ביו-בימוי. בגישה אחרת לביצוע AR ו- PAM, המיקוד האופטי והאולטראסאונד משתנה, מה שהופך את מוקד האור ואת המיקוד האולטראסאונד ללא שינוי. לכן, איכות התמונה אינה אופטימלית 30 . בכל המקרים הללו, AR-PAM לא להשתמש תאורה שדה כהה. השימוש בהארת שדה כהה יכול להפחית את הדור של אותות Photoacoustic חזקה ממשטח העור. לכן, הדמיה רקמות עמוק יכול להתבצע באמצעות תאורה בצורת טבעת, כמו רגישות זיהוי של אותות photacoustic עמוק יהיה גבוה יותר להשוות את זה של תאורה שדה בהיר.

עבודה זו מדווחת על מערכת הדמיה מסוג AR ו - PAM (AR-OR-PAM) המיועדים להדמיה ברזולוציה גבוהה, והדמיה ברזולוציה נמוכה של הדגימה בעומק הדגימה של אותו מדגם, תוך שימוש באותו לייזר וסורק עבור שתי הסיסטותEms. הביצועים של מערכת AR-OR-PAM התאפיינו בקביעת הרזולוציה המרחבית ועומק ההדמיה באמצעות ניסויים רפאים. ב vivo הדם vasculature הדמיה בוצעה על אוזן העכבר כדי להדגים יכולת הדמיה ביולוגית שלה.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

כל הניסויים בבעלי חיים בוצעו על פי התקנות שאושרו והנחיות של טיפול בבעלי חיים מוסדיים ועדת שימוש של אוניברסיטת נניאנג טכנולוגית, סינגפור (פרוטוקול בעלי חיים מספר ARF-SBS / NIE-A0263).

1. AR-OR-PAM מערכת ( איור 1 )

  1. תצורת המערכת: AR-PAM
    1. השתמש nanosecond מערכת לייזר מתכוונן המורכב דיודה שאוב, מצב מוצק Nd-YAG לייזר (532 ננומטר) ו לייזר צבע עם טווח כוונון של 559-576 ננומטר כמקור קרינה אופטית. הגדר את אורך הלייזר ל 570 ננומטר באמצעות בקר חיצוני ושיעור החזרה של לייזר ל 1 קילוהרץ באמצעות תוכנת לייזר.
    2. מניחים דגימה קרן בזווית של 45 ° מול לייזר כדי להסיט 5% של כוח הלייזר כדי photodiode באמצעות משתנה משתנה צפיפות ניטרלית (NDF1, OD = 0-4.0).
    3. להסיט את קרן הלייזר לאחר sampler קרן ב 90 ° באמצעותזווית ישרה פריזמה (RAP1).
    4. השתמש במנסר אחר של זווית ישרה (RAP2) כדי לאפשר לקורה לעבור דרך מסנן צפיפות נייטרלי משתנה (NDF2, OD = 0-4.0) ולסיב multimode (MMF), המכוון אותו באמצעות מצמד סיבים (FC) - שילוב של מטרות (צמצם מספרי (NA): 0.25) ומתרגם XY.
    5. תקן את הסיבים על הבמה סריקה באמצעות מתרגם XY. מניחים עדשה פלמור קמור (L1) 25 מ"מ הרחק סוף התפוקה סיבים כדי לקרוע את קרן מתוך הסיבים.
    6. להעביר את קרן collimated דרך עדשה חרוטית עם זווית של זווית 130 מעלות כדי ליצור קרן בצורת טבעת. בחולשה להתמקד הקורה בצורת טבעת על הנושא באמצעות קונדנס אופטי אופטי (OC) תוצרת בית עם זוויות חרוט של 70 ° ו 110 ° עם חור במרכז.
    7. מניחים 50 מתדר קולי קולי (UST) עם עדשה אקוסטית (AL) במרכז הקבל תוצרת בית.
  2. תצורת מערכת: OR-PAM
    1. תשתמש בNanosecond לייזר מערכת מורכבת המורכב דיודה שאוב, מצב מוצק Nd-YAG לייזר (532 ננומטר) ו לייזר צבע עם טווח הכוננות של 559 - 576 ננומטר כמקור קרינה אופטי. הגדר את אורך הלייזר ב 570 ננומטר באמצעות בקר חיצוני ואת שיעור החזרה של הלייזר ב 5 קילוהרץ באמצעות תוכנת לייזר.
    2. סובב את הבמה סיבוב מבוקרת מחשב (מחזיק את RAP1) על ידי 90 ° כדי להסיט את קרן הלייזר על איריס לעיצוב מחדש.
    3. להזיז את קרן הלייזר הצבת משתנה צפיפות משתנה ניטרלי (OD: 0-4.0) לאורך הקורה ולאחר מכן למקד את קרן עם עדשה קונדנסר (CL). מעבירים אותו דרך חור פינה (PH) 75 מ"מ הרחק CL עבור סינון מרחבית.
    4. השקת קרן מסוננת מרחבית על סיבים במצב יחיד (SMF) באמצעות מצמד סיבים במצב יחיד (FC) המורכבת של המטרה 0.1 NA כדי למקד את קרן האור על SMF.
    5. התאם את coupler סיבים להשיג יעילות צימוד מקסימלית.
    6. תקן את הסיבים על גבי Tהוא סורק את הבמה באמצעות צלחת להחליק (SP). מניחים עדשה אכרומטית (L2) 50 מ"מ הרחק סיבים SM כדי collimate קרן הלייזר.
    7. הפנה את קרן collimated על ידי 90 ° באמצעות מראה אליפטי לשליטה kinematic (M) כדי למלא את הצמצם האחורי של עדשה אכרומטית זהה זהה (L3). מניחים את העדשה אכרומטי משמש להתמקדות תרגום הר (TM2) באמצעות צינור העדשה (LT).
    8. מעבירים את קרן המיקוד מבעד לקומבייזר אופטו-אקוסטי תוצרת בית המורכב מזכוכית בעלת זווית ישרה (RA) ופריזמה רומבוידית (RP), עם שכבה של שמן סיליקון (SO) בין לבין.
      הערה: שכבת שמן הסיליקון תפעל כפי שקוף אופקית אקוסטית הסרט.
    9. צרף עדשה אקוסטית (AL) כדי לספק מיקוד אקוסטי (קוטר מוקד: ~ 46 מיקרומטר) בתחתית המנסרה מעוין.
    10. מניחים את מתמר קולי עם תדר 50 MHz מרכז על גבי פריזמה rhomboid; השתמש שכבת אפוקסי עבור צימוד יעיל.
    3. 2. מעבר ומערך של המערכת

    1. תקן (על ידי הברגה בחוזקה) את צלחת Switchable תוצרת בית לשלב 3-ציר ממונע הנשלט על ידי בקר 3-ציר מחובר למחשב.
    2. צרף את AR ו - OR מערכת כלוב על צלחת תוצרת בית באמצעות סוגריים הרכבה כלוב כדי לאפשר מעבר קל בין AR ו - OR ראשי סריקה. החלק את ראש הסריקה מעל אזור ההדמיה.
    3. השתמש שלב Z- להטביע את החלק התחתון של ראש סורק AR-OR-PAM במיכל אקרילי מלא מים (13 ס"מ x 30 ס"מ x 3 ס"מ) עבור צימוד אקוסטי.
    4. פתח חלון הדמיה עם קוטר 7 ס"מ על צלחת התחתונה של הטנק וחותמת אותו עם קרום פוליאתילן עבור שידור אופטי ואקוסטי.
    5. השתמש מגבר הד הדופק ו אוסצילוסקופ ליישר את מתמר אולטרסאונד להתמקד.
      1. הגדר את הרווח במגבר הד הדופק ל 24 db במצב שידור / קבלה.
      2. השתמש בפרמטר אות סינכרוןOm מגבר הד הדופק כמו ההדק ולזהות את האות backscattered משקופית זכוכית (מוכנס מהחלק התחתון של מיכל מים) באמצעות אוסצילוסקופ.
        הערה: השקופית צריכה קלטת שחורה דבוק לה.
      3. הזז את ציר ה- Z כדי למקסם את משרעת האות הד הדופק (שנצפו על אוסצילוסקופ).
        הערה: כאשר לוח הזכוכית נמצא במיקוד, ההד יהיה במשרעת המרבי שלו.
    6. להדליק את הלייזר ולחבר את UST לשני מגברים, כל אחד עם 24 dB רווח קבוע, באמצעות כבלי BNC.
      הערה: התפוקות של המגברים מחוברים לכרטיס רכישת הנתונים (DAQ).
    7. השתמש האות מן photodiode (PD) להציב מול לייזר כגורם מפעיל עבור מערכת רכישת נתונים.
    8. ב AR-PAM, לשנות את המרחק בין העדשה הקונית (con.L) ואת הקבל האופטי (OC) כדי למקסם את המשרעת של האות photacoustic שנוצר מאובייקט הבדיקה (סרט שחור תקוע על שקופית זכוכית).ודא כי המיקודים האופטיים והאקוסטיים הם confocal על ידי קביעת המשרעת המרבי photacoustic (PA) משרת.
      1. שים לב לעיכוב של אותות הרשות המרבי; להשתמש מאוחר יותר כדי לבדוק את המיקוד של תוכנת רכישת נתונים.
    9. שחרר את הבורג של סריקת הראש והעבר באופן ידני את ראש הסריקה מ- AR-PAM ל- OR-PAM. לאחר מכן, להדק את הברגים.
    10. ב OR-PAM, לשנות את המרחק בין הכפיל achromatic המיקוד (בתוך צינור העדשה (LT)) ואת compino optoacoustic כדי למקסם את משרעת האות PA המוצגת על אוסצילוסקופ.
      1. שים לב לעיכוב של אותות PA המרביים.
        הערה: Finetuning יש צורך לקבוע את הסדר confocal.

    3. צעדים ניסיוניים

    1. רזולוציה לרוחב וכימות עומק הדמיה
      1. השתמש זהב חלקיקים 100 ננומטר בקוטר כדי לקבוע את ההחלטה לרוחב של ARD או מערכת.
      2. מדולל 0.1 מ"ל של תמיסת nanoparticle עם כמות שווה של מים. להפיץ 0.1 מ"ל של פתרון מדולל על כיסוי להחליק ומניחים אותו במגע עם קרום פוליאתילן מתחת לטנק.
      3. ודא כי AR-PAM ו- OR-PAM ממוקדת בתוכנה רכישת נתונים (ראה טבלה של חומרים) לפני סריקה (צעדים 2.8 ו -2.10).
        הערה: על ידי עיכוב העיכוב המיקרו-שניות של אותות ה- PA המרביים מהשלבים 2.9 ו -2.10, מוכפל בשיעור הדגימה (250 MS / s), התמונה תהיה ממוקדת בתוכנת רכישת הנתונים. העיכוב שבו יש להשמיט במהלך רכישת נתונים ניתן לקבוע בתוכנה כדי לשמור רק את נקודות הנתונים הדרושים עבור שלאחר עיבוד.
      4. הגדר את פרמטרי הסריקה עבור ה - AR-PAM ולחץ על הלחצן "סריקה" כדי להתחיל בסריקה סריקה.
        1. הגדר את הפרמטרים סריקה עבור AR-PAM בתוכנה רכישת נתונים ב "4" מ"מ / s מהירות סריקה של "מהירות"; טאב, "1" kHz ב "הדופק החזרה שיעור" הכרטיסייה, "0.5" מ"מ בכרטיסייה "Y- סריקה טווח", ו "0.5" מ"מ בכרטיסייה "X- סריקה טווח". הגדר את גודל צעד בכיוון x בכיוון "4" מיקרומטר בכרטיסייה "dx".
          הערה: גודל צעד בכיוון y נקבע באופן אוטומטי ממהירות מהירות הסריקה של הבמה ושיעור החזרה של הדופק (במקרה זה, 4,000 מיקרומטר / 1,000 Hz = 4 מיקרומטר)
      5. הגדר את הפרמטרים לסריקה עבור ה- OR-PAM ולחץ על הלחצן "סריקה" כדי להתחיל בסריקה סריקה.
        1. הגדר את הפרמטרים לסריקה בתוכנת רכישת הנתונים ב "2.5" mm / s מהירות סריקה בכרטיסייה "מהירות", "5" kHz ב "הדופק החזרה שיעור" הכרטיסייה, "0.5" מ"מ "Y- סריקה טווח" הכרטיסייה, ו "0.5" מ"מ בכרטיסייה "X- סריקה טווח". הגדר את גודל צעד בכיוון x- "0.5" מיקרומטר בכרטיסייה "dx".
          הערה: Sגודל tep בכיוון y נקבע באופן אוטומטי ממהירות מהירות הסריקה של הבמה ושיעור החזרה של הדופק (במקרה זה, 2,500 μm / 5,000 Hz = 0.5 μm).
      6. ודא שבמהלך תהליך הסריקה, הנתונים נלכדים באופן קבוע ומאוחסנים במחשב
        הערה: הנתונים יילכדו רק בכיוון אחד של תנועה של שלב ה- Y.
      7. השתמש בנתונים מרובים B- סריקה המאוחסנים במחשב כדי לאחזר את הקרנה המשרעת מקסימלית (MAP) תמונות באמצעות תוכנת עיבוד תמונה (ראה טבלה של חומרים ).
      8. השתמש תמונה אחת nanoparticle (מתוך מספר רב של תמונות) מן הסריקה כדי לקבוע את הפתרון לרוחב ידנית על ידי זומם קו דרך האזור המרכזי של התמונה nanoparticle כדי להשיג פונקציה נקודה להפיץ, אשר נראה כמו עקומה גאוס. ראה איור 2 .
      9. להתאים את הפונקציה נקודת להפיץ המתקבל תמונה אחת nanoparticle באמצעות גאוSsian בכושר פונקציה למדוד את רוחב מלא בחצי מקסימום (FWHM) באמצעות תוכנת עיבוד תמונה (ראה טבלה של חומרים ). השתמש בו כרזולוציה לרוחב. ראה איור 2 .
      10. הכנס חתיכת סרט שחור בעקיפין על חתיכת פרוסת עוף פרוס כאובייקט היעד עבור הדמיה עומק. מניחים את הרקמה עם הקלטת במיכל המים.
        הערה: סרט שחור הוא תקוע על צלחת מתכת עם קצה חד, אשר מסייע לצרף את הקלטת לרקמה.
      11. הגדר את הפרמטרים סריקה עבור AR-PAM לתוך התוכנה רכישת נתונים ולאחר מכן ללחוץ על כפתור "סריקה" כדי ללכוד תמונה אחת B- סריקה כדי לקבוע את עומק הדמיה מקסימלית.
        1. הגדר את הפרמטרים לסריקה ב "15" mm / s מהירות סריקה בכרטיסייה "מהירות", "1" kHz בכרטיסייה "הדופק החזרה", "5" ס"מ בכרטיסייה "Y- סריקה טווח", "0.1 "Mm בכרטיסייה" X-scan range ". הגדר tהוא צעד צעד בכיוון x ב 0.1 מ"מ מ"מ בכרטיסייה "dx".
      12. הגדר את הפרמטרים סריקה עבור OR-PAM ולחץ על כפתור "סריקה" כדי ללכוד תמונה אחת B- סריקה כדי לקבוע את הדמיה מקסימלית דיפ.
        1. הגדר את הפרמטרים סריקה בתוכנה רכישת נתונים כמו "15" mm / s מהירות סריקה בכרטיסייה "מהירות", "5" kHz ב "הדופק החזרה שיעור" הכרטיסייה, "2" ס"מ "Y- סריקה טווח" הכרטיסייה "0.1" מ"מ בכרטיסייה "X- סריקה טווח". הגדר את גודל צעד בכיוון x בכיוון "0.1" מ"מ בכרטיסייה "dx".
          הערה: מאחר שטווח הסריקה X ו- dx זהים, רק סריקה B אחת תילכד. זמן פתרונן האותות PA מוכפל מהירות הקול ברקמה רכה (1,540 m / s) ייתן תמונה קו. מספר רב של שורות נלכדים במהלך תנועה מתמשכת של שלב ה- Y לייצר B- סריקה.
    2. In vivo/ Em> הדמיה של אוזן הדם של האוזן של העכבר
      1. השתמש העכבר הנשי עם bodyweight של 25 גרם ו לגיל 4 שבועות.
      2. להרדים את החיה באמצעות קוקטייל של קטמין (120 מ"ג / ק"ג) ו xylazine (16 מ"ג / ק"ג) מוזרק intraperitoneally (מינון של 0.1 מ"ל / 10 גרם).
      3. הסר את השיער מאוזן החיה באמצעות קרם להסרת שיער. נגב את האזור נקי. לכסות את העין של החיה עם משחה העין סטרילי, כדי למנוע קרן לייזר מפוזרים נופלים על העיניים.
      4. מקם את החיה על הבמה כי יש גם צלחת מיניאטורה למקם את האוזן.
      5. לשמור על הרדמה עם isoflurane בשאיפה (0.75% ב 1 L / min חמצן) במהלך תקופת ההדמיה.
      6. מהדק oximeter הדופק על רגל העכבר או הזנב ולנטר את המצב הפיזיולוגי. אפשר אזור הדמיה להיות במגע עם קרום פוליאתילן באמצעות ג'ל אולטראסאונד.
      7. הגדר את הפרמטרים סריקה עבור AR-PAM ולחץ על כפתור "סריקה" כדי להתחיל סריקה סריקה.
        1. הגדר את הפרמטרים לסריקה עבור AR-PAM בתוכנת רכישת הנתונים ב "15" mm / s מהירות סריקה בכרטיסייה "מהירות", "1" kHz ב "הדופק החזרה שיעור" הכרטיסייה, "10 מ"מ" Y- טווח סריקה ", ו" 6 "מ"מ בכרטיסייה" X- סריקה טווח ". הגדר את גודל צעד בכיוון x- כמו "30" מיקרומטר בכרטיסייה "dx".
          הערה: גודל המדרגה בכיוון y נקבע באופן אוטומטי ממהירות מהירות הסריקה של הבמה ושיעור החזרה של הדופק (במקרה זה, 15,000 מיקרומטר / 1,000 Hz = 15 מיקרומטר).
      8. לאחר סיום הסריקה של AR-PAM, העבר את מיקום הדמיה הראשית מ- AR-PAM ל- OR-PAM (כמתואר בסעיף 2).
      9. הגדר את הפרמטרים לסריקה עבור ה- OR-PAM ולחץ על הלחצן "סריקה" כדי להתחיל בסריקה סריקה.
        1. הגדר את הפרמטרים סריקה עבור OR-PAM בתוכנה רכישת נתונים ב "15" mm / s מהירות הסריקה של "מהירותY "", "5" kHz בכרטיסייה "הדופק החוזר", "10" מ"מ בכרטיסייה "Y-scan" ו - "6" mm בכרטיסייה X-scan range. ב x- כיוון כמו "6" מיקרומטר בכרטיסייה "dx".
          הערה: גודל צעד בכיוון y נקבע באופן אוטומטי ממהירות מהירות הסריקה של הבמה ושיעור חזרת הדופק (במקרה זה, 15,000 מיקרומטר / 5,000 Hz = 2 מיקרומטר).
      10. השתמש בנתוני B-Scan מרובים המאוחסנים במחשב כדי לאחזר את התמונות MAP באמצעות תוכנת עיבוד תמונה.
      11. שימו לב החיה במהלך כל תקופת ההדמיה.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

סכמטי של מערכת AR-OR-PAM מוצג באיור 1 . במסגרת זו ההתקנה, כל הרכיבים היו משולבים התאספו ההתקנה כלוב אופטי. השימוש במערכת כלוב הופך את סורק ה- AR-OR-PAM לסריקה קומפקטית וקל להרכבה בקלות, מיושר ומשולב על שלב סריקה יחיד.

דו מימדי רציף סריקה סריקה של ראש הדמיה שימש במהלך רכישת התמונה. אותות הרשות שהוכנסו בזמן הוכפלו במהירות הקול (1,540 m / s) כדי להשיג קו A. מספר שורות A שנתפסו במהלך תנועה מתמשכת של Y- הבמה הפיק דו מימדי B- סריקה. מספר B- סריקות של אזור הדמיה נתפסו מאוחסנים במחשב שימשו לעבד ולייצר את התמונות photoacoustic מפה.

כדי לקבוע את הרזולוציה של המערכת הניתנים להחלפה, תמונה MAP של nanoparticle אחד שימש 31 . משרעת photacoustic לאורך כיוון צדדי המרכזי של התמונה היה זממו ו מצויד פונקציה גאוס. ה- FWHM של הכושר הגאוסי נחשב להחלטה לרוחב. ההחלטה לרוחב נמדד עבור AR-PAM היה 45 מיקרומטר, כפי שמוצג באיור 2 א . באופן דומה, תמונה אחת nanoparticle רכשה באמצעות OR-PAM היה מצויד לאורך כיוון לרוחב המרכזי כדי לקבוע את הרזולוציה של OR-PAM, כפי שמוצג באיור 2 ב . ההחלטה לרוחב נמדד היה 4 מיקרומטר, נקבע על ידי FWHM. הבלעה של הדמות מראה את התמונה MAP המקביל של nanoparticle זהב. תיאורטית, הפרדה אופטית מוגבלת רזולוציה ל AR-PAM הוא 45 מיקרומטר, נקבע באמצעות המשוואה הבאה: 0.72λ / NA, כאשר λ הוא אורך גל אקוסטי מרכזי NA הוא מספרית צמצם של מתמר קולי. ההחלטה התיאורטית מסכימה היטב לנתוני הניסוי. באופן דומה, רזולוציה לרוחב תיאורטית עבור OR-PAM הוא 2.6 מיקרומטר, כפי שחושב עם המשוואה הבאה: 0.51λ / NA, כאשר λ הוא אורך הגל לייזר NA הוא הצמצם המספרי של המטרה. ההחלטה לרוחב הניסוי נמדד עבור OR-PAM היה עניים יותר אומדן עקיפה להגביל, אשר יכול להיות בגלל סטייה wavefront. מאז AR ו - OR להשתמש במתמר דומה עדשה אקוסטית, רזולוציה צירית תיאורטית יהיה 30 מיקרומטר על פי 0.88 c / Δ f , כאשר C היא מהירות הקול ברקמות הרכות Δ f הוא רוחב הפס של מתמר קולי . בנוסף, ההחלטה לרוחב ישתנה לאורך כיוון צירית הן OR-PAM 20 ו AR-PAM 32 . החלטות לרוחב דיווחו כאן על המטוס מוקד.

= "="> כדי לקבוע את עומק ההדמיה של מערכת ה - AR-OR, הקלטת השחורה הונחה באופן אלכסוני על רקמת העוף. איור 3 מראה את צילום הקלטת השחורה על רקמת העוף. תמונה אחת B- סריקה נלכד באמצעות AR-PAM ו- OR-PAM. איור 3 ב ו איור 3 ג מראה יחיד B- סריקה תמונה PA של AR-PAM ו OR-PAM, בהתאמה. מתברר באיור 3 ב כי מערכת AR-PAM יכול תמונה בבירור את הקלטת השחורה עד ~ 7.8 מ"מ מתחת לפני השטח רקמות. באופן דומה, באמצעות מערכת OR-PAM, אפשר היה בבירור את התמונה הקלטת השחורה עד ~ 1.4 מ"מ מתחת לפני השטח רקמה ( איור 3 ג ). יחס אות לרעש (SNR) נקבע גם הוא מהתמונות. SNR מוגדר כ- V / n , כאשר <Em> V הוא שיא לשיא שיא PA משרעת n הוא סטיית תקן של הרקע sound.The הרקע שנמדדו ב 4.6 מ"מ ו 7.8 מ"מ עומק הדמיה היו 2.6 ו 1.4, בהתאמה. עבור OR-PAM, ה- SNR בעומק הדמיה 1.4 מ"מ היה 1.4. כדי להדגים את יכולת ההדמיה הביולוגית של מערכת ה- AR-OR הפועלת, ב vivo הדם vasculature הדמיה בוצעה על אוזן העכבר. תמונה המציגה אנטומיה של כלי הדם של האוזן העכבר חי המשמש הדמיה מוצג באיור 4 א . באמצעות AR-PAM, 10 מ"מ x 6 מ"מ סריקה האזור היה צילמו, עם צעד צעד של 15 מיקרומטר בכיוון Y ו- 30 מיקרומטר בכיוון X. ההדמיה לקח 10 דקות כדי להשלים. כיום, מערכת הדמיה רוכשת נתונים רק בכיוון אחד; את זמן הרכישה ניתן לצמצם כמעט חצי על ידי שינוי התוכנית יש יכולת דו כיוונית רכישת נתונים. תמונת MAP של AR-PAM מוצגת באיור 4ב . צילום תקריב של תחום העניין מוצג באיור 4 ג . אזור דומה סרק באמצעות OR-PAM, עם גודל צעד של 3 מיקרומטר בכיוון Y ו- 6 מיקרומטר בכיוון X, מוצג באיור 4 ד . הדמיה לקח 46 דקות כדי להשלים. צילום תקריב של אזור העניין מוצג באיור 4 ה . OR-PAM יכול לפתור בבירור נימים יחיד, אשר AR-PAM לא יכול לפתור. AR-PAM יכול לפתור כלי עבה יותר מ 45 מיקרומטר.

לסיכום, מערכת AR-OR-PAM הניתנת להחלפה, שיכולה להשיג הדמיה ברזולוציה גבוהה תוך ניצול מיקוד אופטי הדוק, כמו גם הדמיה עמוקה של רקמות תוך התמקדות אקוסטית. הביצועים של מערכת ה- AR-OR-PAM הניתנים לשינוי ניתן לכמת באמצעות רזולוציה לרוחב ומדידות עומק הדמיה. ב vivo חתיךIes בוצעו גם כדי להראות יכולת הדמיה ביולוגית שלה. זו מערכת מיקרוסקופית switchacoustic switchable יכול לספק רזולוציה גבוהה ומרחבית גבוהה, מה שהופך את המערכת חשוב עבור יישומים כולל הדמיה של אנגיוגנזה, תגובת סמים, וכו ' , שבו הדמיה נימים יחיד, כמו גם vasculatures עמוק חשוב. שינויים נוספים או שיפור למערכת ניתן לעשות על ידי החלפת צלחת switchable תוצרת בית עם 10 ס"מ נסיעה ממונע הבמה (ציר y). רזולוציה לרוחב של OR-PAM יכול להיות שיפור נוסף על ידי תיקון עיוות wavefront. אספקת אנרגיית דופק גבוהה יותר ל- AR-PAM תשפר את ה- SNR ואת עומק ההדמיה גם כן.

במקרה של OR-PAM, בהנחה המיקוד האופטי הוא 150 מיקרומטר מתחת לפני השטח של העור עבור הדמיה vivo , גודל נקודה במקום היה 22.5 מיקרומטר בקוטר. מתן דופק לייזר יחיד של 90 nJ נותן אמאהאנרגיה הדופק ximum של 20.4 mJ / cm 2 . עבור AR-PAM, המיקוד בלייזר היה 2 מ"מ קוטר. מתן דופק לייזר יחיד של 50 μJ נותן אנרגיית הדופק המרבי בנקודת המוקד של 1.6 mJ / cm 2 , גם בתוך מגבלת בטיחות ANSI של 20 mJ / cm 2 , 33 .

איור 1
איור 1 : סכמטי של מערכת ההדמיה AR-OR-PAM. ( א ) BS: sampler קרן, NDF: מסנן צפיפות נייטרלי, RAP - פריזמה זווית ישרה, PD: photodiode, CL: עדשה מעבה, PH: pinhole, FC: מצמד סיבים, UST: מתמר אולטרסאונד, MMF: סיבים multimode, SMF: סיבים במצב יחיד, DAQ: כרטיס רכישת נתונים, TS: שלב תרגום, Con.L: העדשה חרוטי, L1: עדשה קמור, L2 & L3: עדשה אכרומטית, RA: פריזמה זווית ישרה, RP: פריזמה רומבויד, OC: אופטי קונדנסר, M: mמראה, SP: צלחת להחליק, LT: צינור העדשה, TM: תרגום הר, KMM: מראה מראה קינמטית, ו: עדשה אקוסטית. ( ב ) תצלום של אב טיפוס AR-OR-PAM המערכת. ( ג ) תקריב של הקורה האופטו-אקוסטית. ( ד ) תקריב של הקבל האופטי עם UST במרכז. הודפס מחדש מהתייחסות 34 באישור. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של דמות זו.

איור 2
איור 2 : מבחן רזולוציה לרוחב של מערכת AR-OR-PAM: רזולוציה לרוחב נאמד על ידי הדמיה חלקיקים זהב ~ 100 ננומטר בקוטר. שחור (*) נקודות: אות photoacoustic; קו כחול: עקומת מצויד גאוס עבור ( א ) AR-PAM ו ( ב ) OR-PAM. הבלעה מראה את התמונה נציג AR-PAM ב (א) ו- OR-PAM התמונה ב (ב) של nanoparticle זהב אחד. הודפס מחדש מהתייחסות 34 באישור. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של דמות זו.

איור 3
איור 3 : מדידות עומק דימות: תמונה יחידה B-scan PA של סרט שחור מוכנס בעקיפין על רקמת עוף. ( א ) תרשים סכמטי. ( ב ) תמונה AR-PAM. ( ג ) תמונה OR-PAM. הודפס מחדש מהתייחסות 34 באישור. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של דמות זו.

Ep-together.within-page = "1"> איור 4
איור 4 : תמונה Vivo Photoacoustic של האוזן עכבר: ( א ) צילום של כלי הדם באוזן העכבר. (ב) תמונה AR-PAM. ( ג ) תקריב של אזור הריבית (ROI) ב ( ב ), כפי שמוצג על ידי קו מקווקו לבן. ( ד ) תמונה OR-PAM. ( ה ) אזור הריבית (ROI) ב ( ד ), כפי שמוצג על ידי קו מקווקו לבן. ( ו ) צילום תקריב של הקו הלבן ROI ב (ה) מראה נימי יחיד. הודפס מחדש מהתייחסות 34 באישור. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של דמות זו.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

לסיכום, מערכת AR ו - PAM הניתנים לשינוי ניתן להשיג הן הדמיה ברזולוציה גבוהה במעמקי הדמיה נמוכים יותר והן בהדמיה ברזולוציה נמוכה יותר במעמקי הדמיה גבוהים יותר. ההחלטה לרוחב ואת עומק הדמיה של מערכת switchable נקבע. היתרונות של מערכת ה- PAM הזאת הניתנים לשינוי כוללים: (1) הדמיה ברזולוציה גבוהה תוך שימוש במיקוד אופטי הדוק; (2) הדמיה של רקמות עמוקות באמצעות מיקוד אקוסטי; 3) תאורת שדה כהה עבור AR-PAM, אשר מונע אותות PA חזקה מלהופיע על פני העור; 4) היכולת לשמור את המדגם במקום אחד, מבלי להזיז אותו בין מערכות שונות; 5) אפשרות להימנע משימוש לייזרים מרובים ושלבי סריקה; ו 6) שימוש מינימלי של רכיבים תוצרת בית. זהו השילוב המדווח הראשון של OR-PAM ו- Dark-field AR-PAM המספק תמונות ברזולוציה גבוהה, רדוד-עומק ותמונות ברזולוציה נמוכה ועמוקה של אותו מדגם מבלי להזיז את המדגם / obJect. השימוש באותו שלב סריקה לייזר הופך את המערכת יעילה כמו גם חסכונית. המערכת המשולבת יש רזולוציה לרוחב 4 מיקרומטר עם עומק הדמיה 1.4 מ"מ, כמו גם רזולוציה לרוחב 45 מיקרומטר עם עומק הדמיה 7.8 מ"מ. המערכת מורכבת ממערכת כלוב אופטי עם רכיבים תוצרת בית מינימלי, מה שהופך אותו קל יותר להרכיב, ליישר, ולעבור בין AR ו - PAM. ראש הסריקה המשולב הוא קומפקטי והוא יכול בקלות להרכיב על שלב סריקה אחת. באמצעות המערכת המשולבת, ההדמיה vivo הוכח בהצלחה.

המערכת המפותחת יכולה לשמש להדמיה קדם-קלינית. יישומים פרה קליניים עיקריים כוללים הדמיה של אנגיוגנזה, microenvironments הגידול, microcirculation, תגובת סמים, פונקציות המוח, סמנים ביולוגיים, ופעילויות גנים. המגבלות של המערכת כוללות את זמן הסריקה. זמן סריקה ארוך נדרש כרגע, אבל זה יכול להיות מופחת על ידי רכישת נתונים ב בוט. רכישת תמונה סימולטנית בין OR-PAM ו- AR-PAM אינה אפשרית כיום. נכון לעכשיו, יש להחליף ידנית בין OR-PAM ו- AR-PAM, אשר ניתן למנוע באמצעות שלב תרגום בעל לפחות 10 ס"מ Y- תנועה כיוונית. צעדים קריטיים בפרוטוקול כוללים את הקביעה confocal של המיקוד האופטי והאקוסטי; את ההישג של נקודה אופטיים גדלים פחות מ 5 מיקרומטר עבור OR-PAM, התמונה נימים יחיד; ואת העיצוב של הקורה optoacoustic קרן עבור OR-PAM של קונדנס אופטי עבור AR-PAM.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

כל הניסויים בבעלי חיים בוצעו על פי הנחיות ותקנות שאושרו של טיפול בבעלי חיים מוסדיים ועדת שימוש של אוניברסיטת נניאנג טכנולוגית, סינגפור (פרוטוקול בעלי חיים מספר ARF-SBS / NIE-A0263). למחברים אין אינטרסים כלכליים רלוונטיים בכתב היד ואין שום ניגודי אינטרסים פוטנציאליים אחרים שיש לגלותם.

Acknowledgments

המחברים מבקשים להודות בתמיכה הכספית ממענק מדרגה שנייה במימון משרד החינוך בסינגפור (ARC2 / 15: M4020238). המחברים היו גם להודות למר צ'או וואי הונג בובי לעזרה מכונת מכונת.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Q-switched Nd:YAG laser Edgewave BX80-2-L Pump laser 
Credo-High Repetition Rate Dye Laser Spectra physics CREDO-DYE-N Dye laser
Precision Linear Stage Physik Instrumente PLS 85  XY raster scanning stage
Translation stage Physik Instrumente VT 80  Confocal determine
Mounted Silicon photodiode Thorlabs SM05PD1A Triggering/Pulse variation
Motorized continuous Rotational stage  Thorlabs CR1/M-Z7 Diverting laser beam
Mounted Continuously Variable ND Filter Thorlabs NDC-50C-4M Intensity variable
Fiber Patch Cable Thorlabs M29L01 Multimode fiber
Microscope objective Newport M-10X Objective 
XY translating mount Thorlabs CXY1 Translating mount
Plano convex lens Thorlabs LA1951 Collimating lens
Conical lens  Altechna APX-2-B254 Ring shape beam
Translation stage Thorlabs CT1 Translating stage
Optical condenser Home made
Ultrasonic transducer Olympus-NDT V214-BB-RM 50MHz transducer
Plano concave lens Thorlabs LC4573 Acoustic lens
Pulser/Receiver Olympus-NDT 5073PR Pulse echo amplifier 
Mounted standard iris Thorlabs ID12/M Beam shaping
Plano convex lens Thorlabs LA4327 Condenser lens
Mounted precision pinhole Thorlabs P50S Spatial filtering
Single mode fiber patch cable Thorlabs P1-460B-FC-1 Single mode fiber
Fiber coupler Newport F-91-C1 Single mode coupling
Achromatic doublet lens Edmund Optics 32-317 Achromatic doublet
Protected silver elliptical mirror Thorlabs PFE10-P01 Mirror
Right angle kinematic mirror mount Thorlabs KCB1 Mirror mount
Z-Axis Translation Mount Thorlabs SM1Z z translator
Lens tube Thorlabs SM05L10
UV Fused Silica Right-Angle Prism Thorlabs PS615 Right angle prism
Rhomboid prism Edmund Optics 47-214 Shear wave
Dimethylpolysiloxane Sigma Aldrich DMPS1M Silicon oil
Amplifier Mini Circuits ZFL-500LN Amplifier
16 bit high speed digitizer Spectrum M4i.4420 Data acquisition card
Oscilloscope Agilent Technologies DS06014A
Mice  InVivos Pte.Ltd ICR Animal model
Ultrasound gel  Progress/parker acquasonic gel PA-GEL-CLEA-5000 Acoustic coupling
Water tank Home made
Translation stage Homemade Switching AR-OR
Gold nanoparticles Sigma Aldrich 742031 Lateral resolution
Sterile ocular ointment Alcon Duratears Animal imaging
1951 USAF resolution test target Edmund Optics 38257 Confocal alignment
Data acquisition software National Instrument Labview Home made software using Labview
Image Processing software Mathworks Matlab Home made program using Matlab

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Hu, S., Wang, L. V. Photoacoustic imaging and characterization of the microvasculature. J Biomed Opt. 15, 011101-01-011101-15 (2010).
  2. Ntziachristos, V. Going deeper than microscopy: the optical imaging frontier in biology. Nat Methods. 7 (8), 603-614 (2010).
  3. Wang, L. V., Yao, J. A practical guide to photoacoustic tomography in the life sciences. Nat Methods. 13, 627-638 (2016).
  4. Zhou, Y., Yao, J., Wang, L. V. Tutorial on photoacoustic tomography. J Biomed Opt. 21 (6), 061007 (2016).
  5. Upputuri, P. K., Sivasubramanian, K., Mark, C. S. K., Pramanik, M. Recent Developments in Vascular Imaging Techniques in Tissue Engineering and Regenerative Medicine. BioMed Res Intl. 2015, (2015).
  6. Yao, J., Wang, L. V. Photoacoustic Brain Imaging: from Microscopic to Macroscopic Scales. Neurophotonics. 1 (1), 011003-1-011003-13 (2014).
  7. Wang, L. V., Hu, S. Photoacoustic Tomography: In Vivo Imaging from Organelles to Organs. Science. 335 (6075), 1458-1462 (2012).
  8. Beard, P. Biomedical photoacoustic imaging. Interface Focus. 1 (4), 602-631 (2011).
  9. Pan, D. Molecular photoacoustic imaging of angiogenesis with integrin-targeted gold nanobeacons. FASEB J. 25 (3), 875-882 (2011).
  10. Cai, X., Kim, C., Pramanik, M., Wang, L. V. Photoacoustic tomography of foreign bodies in soft biological tissue. J Biomed Opt. 16 (4), 046017 (2011).
  11. Pan, D. Near infrared photoacoustic detection of sentinel lymph nodes with gold nanobeacons. Biomaterials. 31 (14), 4088-4093 (2010).
  12. Wang, L. V. Multiscale photoacoustic microscopy and computed tomography. Nat. Photon. 3 (9), 503-509 (2009).
  13. Zhang, E. Z., Laufer, J. G., Pedley, R. B., Beard, P. C. In vivo high-resolution 3D photoacoustic imaging of superficial vascular anatomy. Phys. Med. Biol. 54 (4), 1035-1046 (2009).
  14. Park, S., Lee, C., Kim, J., Kim, C. Acoustic resolution photoacoustic microscopy. Biomed.l Eng. Lett. 4 (3), 213-222 (2014).
  15. Zhang, H. F., Maslov, K., Stoica, G., Wang, L. V. Functional photoacoustic microscopy for high-resolution and noninvasive in vivo imaging. Nat. Biotechnol. 24 (7), 848-851 (2006).
  16. Maslov, K., Stoica, G., Wang, L. V. In vivo dark-field reflection-mode photoacoustic microscopy. Opt Lett. 30 (6), 625-627 (2005).
  17. Strohm, E. M., Moore, M. J., Kolios, M. C. Single Cell Photoacoustic Microscopy: A Review. IEEE J Sel Top Quantum Electron. 22 (3), 6801215 (2016).
  18. Kim, J. Y., Lee, C., Park, K., Lim, G., Kim, C. Fast optical-resolution photoacoustic microscopy using a 2-axis water-proofing MEMS scanner. Sci Rep. 5, 07932 (2015).
  19. Matthews, T. P., Zhang, C., Yao, D. K., Maslov, K., Wang, L. V. Label-free photoacoustic microscopy of peripheral nerves. J Biomed Opt. 19 (1), 016004 (2014).
  20. Hai, P., Yao, J., Maslov, K. I., Zhou, Y., Wang, L. V. Near-infrared optical-resolution photoacoustic microscopy. Opt Lett. 39 (17), 5192-5195 (2014).
  21. Danielli, A. Label-free photoacoustic nanoscopy. J Biomed Opt. 19 (8), 086006 (2014).
  22. Zhang, C. Reflection-mode submicron-resolution in vivo photoacoustic microscopy. J Biomed Opt. 17 (2), 020501 (2012).
  23. Hu, S., Maslov, K., Wang, L. V. Second-generation optical-resolution photoacoustic microscopy with improved sensitivity and speed. Opt Lett. 36 (7), 1134-1136 (2011).
  24. Maslov, K., Zhang, H. F., Hu, S., Wang, L. V. Optical-resolution photoacoustic microscopy for in vivo imaging of single capillaries. Opt Lett. 33 (9), 929-931 (2008).
  25. Upputuri, P. K., Krishnan, M., Pramanik, M. Microsphere enabled sub-diffraction limited optical resolution photoacoustic microscopy: a simulation study. J Biomed Opt. 22, 045001 (2017).
  26. Upputuri, P. K., Wen, Z. B., Wu, Z., Pramanik, M. Super-resolution photoacoustic microscopy using photonic nanojets: a simulation study. J Biomed Opt. 19 (11), 116003 (2014).
  27. Allen, T. J. Novel fibre lasers as excitation sources for photoacoustic tomography and microscopy et al. Proc SPIE. , 97080W (2016).
  28. Xing, W., Wang, L., Maslov, K., Wang, L. V. Integrated optical-and acoustic-resolution photoacoustic microscopy based on an optical fiber bundle. Opt Lett. 38 (1), 52-54 (2013).
  29. Estrada, H., Turner, J., Kneipp, M., Razansky, D. Real-time optoacoustic brain microscopy with hybrid optical and acoustic resolution. Laser Phys Lett. 11 (4), 045601 (2014).
  30. Jeon, S., Kim, J., Kim, C. In vivo switchable optica- and acoustic - resolution photoacoustic microscopy. Proc SPIE. , 970845 (2016).
  31. Song, W. Fully integrated reflection-mode photoacoustic, two-photon, and second harmonic generation microscopy in vivo. Sci Rep. 6, 32240 (2016).
  32. Park, J., et al. Delay-multiply-and-sum-based synthetic aperture focusing in Photoacoustic microscopy. J Biomed Opt. 21 (3), 036010-10 (2016).
  33. ANSI Standard Z136.1-2000. American National Standard for Safe Use of Lasers. , NY. (2000).
  34. Moothanchery, M., Pramanik, M. Performance Characterization of a Switchable Acoustic Resolution and Optical Resolution Photoacoustic Microscopy System. Sensors. 17 (2), 357 (2017).

Tags

ביו-הנדסה גליון 124 מיקרוסקופיה אקוסטית של רזולוציה מיקרוסקופיה פוטו-אקוסטית ברזולוציה הדמיה פוטוקוסטית פוטוקוסטיקה, AR-PAM OR-PAM מיקרוסקופיה מערכת מיקרוסקופית משולבת
רזולוציה אקוסטית ואופטית למיקרוסקופיה פוטוקוסטית עבור<em&gt; בויבו</em&gt; בעלי חיים קטנים דם Vasculature הדמיה
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Moothanchery, M., Sharma, A.,… More

Moothanchery, M., Sharma, A., Pramanik, M. Switchable Acoustic and Optical Resolution Photoacoustic Microscopy for In Vivo Small-animal Blood Vasculature Imaging. J. Vis. Exp. (124), e55810, doi:10.3791/55810 (2017).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter