Summary
소형 동물에서의 고속 생체 내 뇌 이미징을위한 소형 펄스 레이저 다이오드 기반 광 음향 단층 촬영 (PLD-PAT) 시스템이 시연되었습니다.
Abstract
생체 내 작은 동물 영상은 전임상 연구에서 중요한 역할을합니다. Photoacoustic tomography (PAT)는 전임상 및 임상 적용 모두에 대한 큰 잠재력을 보여주는 신흥 하이브리드 이미징 양식입니다. 기존의 광 매개 오실레이터 기반 PAT (OPO-PAT) 시스템은 부피가 크고 값 비싸고 고속 이미징을 제공 할 수 없습니다. 최근 펄스 레이저 다이오드 (PLD)가 PAT의 대안적인 여기 소스로서 성공적으로 시연되었습니다. 펄스 레이저 다이오드 PAT (PLD-PAT)는 광 음향 팬텀 및 생물 조직에서의 고속 이미징에 성공적으로 시연되었습니다. 이 작품은 PLD - 팻을 사용하여 생체 내 뇌 이미징을위한 시각화 실험 프로토콜을 제공합니다. 이 프로토콜에는 소형 PLD-PAT 시스템 구성과 그 기술, 뇌 이미징을위한 동물 준비 및 2D 횡단면 쥐 뇌 영상을위한 전형적인 실험 절차가 포함됩니다. PLD-PAT 시스템은 콤팩트하고 비용은 저렴합니다.fective이며 고속, 고품질 이미지를 제공 할 수 있습니다. 생체 내 에서 다양한 스캔 속도로 수집 된 뇌 이미지가 제시됩니다.
Introduction
Photoacoustic tomography (PAT)는 임상 및 전임상 연구 1 , 2 , 3 , 4 , 5 에서 많은 응용 분야가있는 하이브리드 이미징 모달입니다. PAT에서 나노초 레이저 펄스는 생물학적 조직을 조사합니다. 조직 발색단에 의한 입사광의 흡수는 국부적 인 온도 상승을 일으키고, 이는 음파의 형태로 방출되는 압력 파를 산출합니다. 초음파 검출기는 샘플 주변의 다양한 위치에서 광 음향 신호를 수집합니다. 광 음향 (PA) 신호는 광섬유 이미지를 생성하기 위해 다양한 알고리즘 (예 : 지연 - 합 알고리즘) 6 을 사용하여 재구성됩니다.
이 하이브리드 이미징 모달리티는 고해상도, 심 조직 이미징 및 높은 광학 흡수 대비를 제공합니다 .class = "xref"> 8. 최근에는 더 긴 파장 (~ 1,064 nm)과 인산염 프탈로시아닌 (phosphorus phthalocyanine)이라는 외인성 조영제를 사용하여 닭 가슴 조직에서 ~ 12 cm 이미징 깊이 9 가 달성되었습니다. 이 깊이 감도는 공 촛점 형광 현미경, 2 광자 형광 현미경, 10 광 결맞음 단층 촬영 등과 같은 다른 광학 방법의 깊이 감도보다 훨씬 높습니다 . 하나 이상의 파장을 사용하여 PAT는 장기의 구조적 및 기능적 변화를 나타낼 수 있습니다 . 많은 인간의 질병에 대해, 작은 동물 모델은 잘 확립되어 있습니다 12 , 13 , 14 , 15 . 작은 동물의 이미징을 위해 몇 가지 양상이 입증되었습니다. 이러한 모든 접근법 중 PA 이미징은 앞서 언급 한 장점으로 인해 빠르게 주목을 받았습니다. 아빠T는 작은 동물 4 , 16 , 17 , 18 의 조직과 기관 ( 즉, 심장, 폐, 간, 눈, 비장, 뇌, 피부, 척수, 신장 등 )에서 혈관을 영상화 할 수있는 가능성을 보여주었습니다. PAT는 소 동물 뇌 영상을위한 잘 확립 된 양식입니다. PA 파는 발색단에 의한 광 흡수로 인해 생성되므로 다중 파장 PAT는 총 헤모글로빈 농도 (HbT)와 산소 포화도 (SO 2 ) 19 , 20 , 21 , 22 의 매핑을 허용합니다. 뇌의 신경 혈관 이미징은 외인성 조영제 12 , 23 , 24 의 도움으로 이루어졌습니다. PA 양식은 뇌 건강에 대한 더 나은 이해를 돕습니다.분자 및 유전 수준에서 정보를 제공합니다.
작은 동물 이미징의 경우, Nd : YAG / OPO 레이저가 PAT 여기 소스로 널리 사용됩니다. 이 레이저는 ~ 10-Hz 반복 속도로 약 5 ns의 근적외선 펄스 (에너지가 OPO 출력 창에서 ~ 100 mJ)를 전달합니다. 이러한 레이저가 장착 된 PA 시스템은 값이 비싸고 부피가 크며 레이저 소스의 반복률이 낮기 때문에 단일 요소 초음파 변환기 (UST)로 저속 이미징이 가능합니다. 이러한 PA 시스템의 일반적인 A- 라인 획득 시간은 단면 25 당 ~ 5 분입니다. 그러한 긴 측정 시간을 가진 영상 시스템은 전신 영상, 시간 - 해상도 기능 영상 등 을위한 생리적 매개 변수를 제어하기가 어렵 기 때문에 작은 동물 영상에 이상적이지 않습니다 . 다중 단일 소자 UST를 채택함으로써, 어레이 기반의 UST 또는 높은 반복 속도의 레이저를 사용하면 PA의 이미징 속도를 높일 수 있습니다시스템. 샘플 주위의 모든 PA 신호를 수집하기 위해 하나의 단일 요소 UST 만 사용하면 시스템의 이미징 속도가 제한됩니다. 고속 또는 고감도의 이미징 기술을 위해 원형 또는 반원형 형상으로 배열 된 여러 개의 단일 요소 UST가 시연됩니다. 선형, 반원형, 원형 및 부피 측정 어레이와 같은 어레이 기반 UST 26 이 실시간 이미징에 성공적으로 사용되었습니다 1 . 이러한 어레이 기반 UST는 이미징 속도를 높이고 측정 감도를 낮추지 만 비싸다. 그러나 어레이 기반 UST를 사용하는 PA 시스템의 이미징 속도는 여전히 레이저의 반복 속도에 의해 제한됩니다.
펄스 레이저 기술은 높은 반복 속도의 펄스 레이저 다이오드 (PLD)를 만들기 위해 발전했습니다. 7,000 frames / s 임상용 초음파 플랫폼을 사용하는 PLD로 B- 스캔 광 음향 이미징이 시연되었습니다. 이러한 PLD는 th의 영상 속도를 향상시킬 수있다.e PAT 시스템, 심지어 단일 요소 UST 순환 스캐닝 형상. 단일 요소 UST는 어레이 기반 UST와 달리 저렴하고 민감합니다. 지난 10 년 동안, PA 영상의 자극 원으로서 고 반복률 PLD의 사용에 관한 연구는 거의보고되지 않았다. 섬유 기반의 근적외선 PLD가 팬텀 28의 PA 이미징에 대해 입증되었습니다. 인간의 피부 아래 ~ 1mm 깊이에서 혈관을 생체 내 이미징 한 것은 저에너지 PLD 29를 사용하여 입증되었습니다. PLD 기반의 광학 해상도 photoacoustic microscope (ORPAM)이보고되었습니다. PLD를 사용하여 0.43 Hz의 프레임 속도에서 ~ 1.5 cm 깊이 이미징이 입증되었습니다 30 . 아주 최근에, PLD-PAT 시스템은 생물학적 조직에서 약 3 초 및 약 2 cm 이미징 깊이에서 이미지를 제공하는 것으로보고되었다. 이 연구는 그러한 저가의 소형 시스템이 높은 쿼아를 제공 할 수 있음을 입증했다.lity 이미지, 고속에서도. PLD-PAT 시스템은 높은 프레임 속도 (7,000fps) 광 음향 이미징, 표면 혈관 이미징, 손가락 관절 영상, 2cm 깊이 조직 이미징, 소형 동물 뇌 영상 등을 위해 사용될 수 있습니다 . 단일 파장 및 PLD로부터의 낮은 펄스 에너지 펄스는 멀티 스펙트럼 및 심 조직 이미징으로의 적용을 제한합니다. 실험은 전임상 적용에 사용 된 것과 동일한 PLD-PAT 시스템을 사용하여 작은 동물에 대해 수행되었습니다. 이 연구의 목적은 작은 동물의 생체 내 2D 횡단 뇌 이미징을위한 PLD-PAT 시스템의 시각화 된 실험 데모를 제공하는 것입니다.
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Protocol
모든 동물 실험은 싱가포르 남양 기술 대학교 (Animal Protocol Number ARF-SBS / NIE-A0263)의 기관 동물 관리 및 사용위원회의 승인을받은 지침 및 규정에 따라 수행되었습니다.
1. 시스템 설명
- 그림 1a 와 같이 원형 스캐너 안에 PLD를 장착하십시오. PLD를 레이저 드라이버 장치 (LDU)에 연결하십시오.
참고 : PLD는 최대 펄스 에너지가 ~ 1.42 mJ이고 반복 속도가 최대 7 kHz 인 ~ 803 nm의 파장에서 ~ 136 ns 펄스를 제공합니다. 레이저 구동 유닛 (LDU)은 온도 제어기, 가변 전원, 전원 (12V) 및 함수 발생기를 포함한다. 재료 표를 참조하십시오. 가변 파워 서플라이는 레이저 파워를 제어하는데 사용되며, 함수 발생기는 PLD의 반복률을 변경하는 데 사용됩니다. - PLD 레이저를 켭니다. PLD 반복률을 "7,000"으로 설정합니다. Hz를 LDU의 함수 발생기를 사용하여 계산합니다. 가변 전원 장치의 전압을 "3.1"V로 설정하여 펄스 에너지를 1.42mJ로 증가시킵니다.
- 그림 1a 와 같이 광 확산기 (OD)를 PLD 출구 창 앞에 설치하여 출력 빔을 균일하게 만듭니다.
참고 : 미세 입자 ( 예 : 1,500- 그릿 광택)가있는 디퓨저를 사용하십시오. - UST 홀더에 초점을 맞춘 UST를 그림 1a 와 같이 스캐닝 영역의 중심을 향하도록 장착합니다.
참고 : UST의 중심 주파수는 2.25MHz이고 초점 길이는 1.9 인치입니다. - 그림 1a 와 같이 초음파 감지기를 아크릴 탱크 안에 놓습니다 . UST가 완전히 잠기도록 탱크를 물로 채 웁니다.
참고 : 수중 매체는 뇌 (샘플)의 광 음향 신호를 UST에 연결하는 데 사용됩니다. 아크릴 물 탱크 (WT, 재료 표 참조)는 맞춤형입니다작은 동물 이미징을 위해 설계되었습니다. 물 탱크 설계도는 그림 1b에 나와 있습니다. - 펄서 / 리시버 장치 (PRU; 재료 표 참조)를 사용하여 샘플에서 PA 신호를 확인하십시오.
참고 :이 신호는 100MS / s 샘플링 속도로 12 비트 DAQ 카드 ( 재료 표 참조)로 디지털화되어 컴퓨터에 저장되었습니다.
2. 쥐 뇌 이미징을위한 동물 준비
참고 : 위에서 설명한 PLD - PAT 시스템은 작은 동물의 두뇌 이미징을 위해 시연되었습니다. 이 실험을 위해 건강한 암컷 쥐들 ( Table of Materials 참조)이 사용되었습니다.
- 동물에게 케타민 2 mL, 자일 라진 1 mL 및 식염수 1 mL (0.2 mL / 100 g 용량)의 칵테일을 복강 내 주사하여 마취시킨다.
- 머리 깎기를 사용하여 동물의 두피에있는 모피를 제거하십시오. 면도 크림에 부드럽게 제모 크림을 바릅니다.모피의 더 고갈을위한 영역.
- 면봉을 사용하여 4-5 분 후에 적용된 크림을 제거하십시오.
- 마취 및 레이저 조명으로 인한 건조를 방지하기 위해 동물의 눈에 인공 눈물 연고를 바르십시오.
- 실습용 잭에 호흡 마스크 ( Table of Materials 참조)가 장착 된 주문 제작 동물 홀더 ( 재료 표 참조)를 장착하십시오.
- 동물을 놓기 쉬운 위치에 놓습니다. 이미징 중 동물의 움직임을 피하기 위해 외과 용 테이프를 사용하여 홀더에 고정시킵니다.
- 호흡 마스크가 쥐의 코와 입을 덮어 흡입 마취를 전달하는지 확인하십시오.
3. 생쥐 생쥐 뇌 이미징
- 호흡 마스크를 마취 기계에 연결하십시오. 마취 기계를 켜고 0.75 % 이소 플루 란으로 산소 1.0 L / min을 전달하도록 설정하십시오.
- 맥박 산소 농도계를 클램핑하십시오.동물의 생리적 상태를 모니터하기 위해 꼬리를 잡아 당긴다.
- 쥐의 두피에 무색의 초음파 젤 층을 바르십시오. 랩 - 잭 위치를 스캐너 중앙으로 조정하십시오. 호흡 마스크는 이미징 창에 맞게 사용자 정의됩니다. 시중에서 구할 수있는 코 콘 10 %를 자르고 장갑 조각에 연결하십시오.
- 이미징 비행기가 UST의 초점에 있도록 실험실 잭의 높이를 수동으로 조정하십시오.
- 필요에 따라 데이터 수집 소프트웨어의 매개 변수를 설정하십시오 (재료 표 참조). 데이터 수집 소프트웨어 프로그램을 실행하여 수집 ( 즉, 이미징)을 시작하십시오.
참고 :이 프로그램은 UST를 회전하고 A 라인 PA 신호를 수집하는 데 사용됩니다. 수집 된 A- 라인은 컴퓨터에 저장됩니다. - 전체 이미징 기간 동안 동물을 관찰하고 이미징이 완료된 후 PAT 재건을 진행하십시오.
- 데이터 수집이 끝나면,재구성 소프트웨어 프로그램을 사용하여 A- 라인에서 횡단면 뇌 영상을 재구성하십시오.
- 마취 시스템을 끄고 동물을 무대에서 꺼내서 새장으로 돌려 놓고 의식을 회복 할 때까지 모니터하십시오.
참고 : 예를 들어, UST가 5 초 동안 회전하면 PLD는 35,000 (= 5 x 7,000) 펄스를 제공하고 UST는 35,000 개의 A 라인을 수집합니다. 35,000 개의 A 라인은 평균 70 개 이상의 신호를 평균화하여 (평균 A 라인 = 35,000 / 70 = 500) 평균 500 개로 축소됩니다. 그림 1c 는 레이저 펄스 및 A 라인 수집의 조명을 보여줍니다. 지연 - 합 역 투영 알고리즘을 기반으로 한 재구성 프로그램을 사용해야합니다.
그림 1 : PLD-PAT 시스템의 회로도 ( a ) PLD-PAT의 개략도. PLD : 펄스 레이저 다이오드, CSP : circuAM : 마취기, M : 모터, MPU : 모터 풀리 장치, LDU : 레이저 드라이버 장치, PRU : 펄서 / 리시버 장치, UST : 초음파 변환기, WT : 물 탱크, PF : 고분자 필름 및 DAQ : 데이터 수집 카드. ( b ) 생체 내 소 동물 뇌 영상을위한 수조의 평면도, 평면도 (1) 및 단면도 (2). A : 미터 나사, B : 아크릴 환형 판, C : 실리콘 "O"링, D : 100 μm 두께, 투명 폴리에틸렌 커버. 탱크는 바닥에 직경 9 cm의 구멍이 있었고, 초음파 및 광학적으로 투명한 100 μm 두께의 폴리에틸렌 막으로 봉인되었습니다. ( c ) PLD 및 A- 라인으로부터의 레이저 펄스의 조명의 도식. 5 초 연속 스캔 시간. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
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Representative Results
이 섹션에서는 설명 된 PLD-PAT 시스템의 기능을 보여주는 생체 내 뇌 영상 결과를 보여줍니다. PLD-PAT 시스템의 고속 이미징 기능을 입증하기 위해 두 가지 건강한 쥐의 생체 내 뇌 영상을 수행했습니다. 그림 2 는 다양한 스캔 속도에서 암컷 쥐 (93g)의 뇌 이미지를 보여줍니다. 그림 2a 와 b는 두뇌 영역에서 두피를 제거하기 전후의 쥐 뇌 사진입니다. PAT 이미징은 비 침습적으로 이루어졌습니다 ( 예 : 피부와 두개골을 그대로 유지). 뇌의 단면으로부터의 PA 신호는 UST를 5 초, 10 초, 20 초 및 30 초 동안 순환 회전시킴으로써 수집되었다. 그림 2c -f는 5 초, 10 초, 20 초 및 30 초 스캔 시간에서 얻은 쥐 뇌의 PAT 재구성 단면 영상을 보여줍니다. 이 모든 두뇌 이미지에서 (TS), 상지 동맥 (SS), 뇌를 포함한 뇌 정맥 (CV)이 눈에.니다. 이러한 기능은 그림 2f에 표시된 이미지에 표시됩니다. 이러한 결과는 시스템이 높은 스캔 속도에서도 고품질 의 생체 내 이미지를 제공 할 수 있음을 약속합니다.
그림 2 : 비 침습적 인 Vivo PLD-PAT 이미지. 93g 암컷 쥐의 뇌 혈관계의 비 침습적 PLD-PAT 이미지. 두피를 제거하기 전에 ( a )와 ( b ) 후에 쥐 두뇌의 사진. 다른 스캔 시간에 생체 내 뇌 영상 : ( c ) 5 초, ( d ) 10 초, ( e ) 20 초, ( f ) 30 초. SS : 시상 부비동, TS : 횡자동, CV : 대뇌 정맥. les / ftp_upload / 55811 / 55811fig2large.jpg "target ="_ blank ">이 그림의 확대 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
유사한 영상 실험을 다른 암컷 쥐 (95g)에서 수행하였고, 5 초, 10 초, 20 초, 30 초에 얻어진 뇌 영상을 도 3에 나타내었다.
그림 3 : 비 침습적 인 Vivo PLD-PAT 이미지. 95g 암컷 쥐의 뇌 혈관계의 비 침습성 PLD-PAT 이미지. 두피를 제거하기 전에 ( a )와 ( b ) 후에 쥐 두뇌의 사진. 다른 스캔 시간에 생체 내 뇌 영상 : ( c ) 5 초, ( d ) 10 초, ( e ) 20 초, ( f ) 30 초.rce.jove.com/files/ftp_upload/55811/55811fig3large.jpg "target ="_ blank ">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
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Discussion
이 작품은 쥐 PLD - PAT 시스템을 사용하여 생체 내 뇌 영상을 수행하기위한 프로토콜을 제공합니다. 이 프로토콜에는 쥐의 뇌 영상에 대한 일러스트레이션뿐만 아니라 이미징 시스템과 그 정렬에 대한 자세한 설명이 포함되어 있습니다. 기존의 OPO 기반 PAT 시스템은 값 비싸고 부피가 크며 5-10 분 내에 하나의 단면 이미지를 제공 할 수 있습니다. PLD-PAT 시스템은 콤팩트하고 휴대 가능하며 저렴한 비용으로 3 초 안에 우수한 품질의 이미지를 제공 할 수 있습니다. 이 시스템의 성능은 이전에 팬텀으로 연구되었으며 기존의 PAT 시스템과 비교되었습니다 25 . 여기에서 동일한 PLD-PAT가 빠른 생체 내 뇌 영상 에 대해 입증되었습니다. 결과는 시스템이 5 초안에서도 고품질 의 생체 내 이미지를 제공 할 수 있음을 보여줍니다.
몇 가지 장점이 있지만 PLD-PAT 시스템에는 몇 가지 단점이 있습니다. 이 연구에서 사용 된 PLD는 단일 파장에서 펄스를 제공하므로 기능을 제공 할 수 없습니다다중 파장 조명을 필요로하는 영상 진단. 기능적 이미징을 위해서는 다중 파장 조명 기능을 갖춘 PLD가 필요합니다. 저에너지 PLD 펄스는 이미징 깊이를 제한합니다. 그러나 외인성 조영제를 사용하면 PLD-PAT 시스템의 영상 깊이를 향상시킬 수 있습니다.
일반적으로 PLD 레이저 빔은 균일하지 않으므로 적절한 광학 확산기를 사용하여 레이저 창 앞에 이미지 품질을 향상시킬 수 있습니다. 레이저 빔의 중심과 이미징 영역의 중심이 일치하는지 확인하십시오. 두뇌 주위에서 UST를 검색하는 동안 UST가 항상 스캔 센터를 마주 보도록하십시오. 의정서를 이행 할 때 추가적인주의가 필요하다 : (a) 동물의 체중에 따라 마취량을 조절해야한다. (b) 장기 ( 예 : 방광, 내장 및 신장)가 영향을받지 않도록 마취 주입을 정확해야합니다. (c) 모발 중동물의 두피가 긁히지 않았는지 확인하십시오. (d) 동물에 대한 수조의 압력은 가능한 한 최소화되어야한다; (e) 동물을 스캐너 아래에 위치시키면서 뇌의 이미징 단면 평면이 UST의 중심에 있는지 확인하십시오. 이 시스템의 향후 적용에는 뇌종양 영상, 작은 동물의 다른 장기 영상, 5 초 미만의 고속 이미징, 조영제의 생체 적합 물질 조사 및 치료 응용 등이 포함됩니다. 화질이 낮 으면 문제 해결이 필요할 수 있습니다.
작은 동물 생체 내 이미징을 위한 레이저 안전성
피부에 대한 최대 허용 노출 (MPE) 한계는 여기 파장, 펄스 폭, 노출 시간, 조명 영역 등과 같은 여러 매개 변수에 따라 결정됩니다 . 생체 내 이미징을위한 MPE 제한은 미국 국가 표준s 연구소 (ANSI) 32 . 700 ~ 1,050 nm 파장 범위에서 단일 펄스로 전달되는 피부의 에너지 밀도는 20 x 102 (λ-700) / 1,000 mJ / cm2 (λ : 여기 파장 (nm)) 미만이어야합니다. 803 nm PLD 파장의 경우 한계는 ~ 31 mJ / cm 2 입니다. 레이저가 t = 5 초 동안 지속적으로 사용되면 MPE는 1.1 x 102 (λ-700) / 1000 x t 0.25 J / cm 2 (= 2.6 J / cm 2 )가됩니다. 이 실험에서 PLD는 7,000 Hz에서 작동되었습니다. 5 초 스캔 시간에 총 35,000 (5 × 7,000) 펄스가 샘플에 전달되었으므로 펄스 당 MPE는 0.07 mJ / cm 2 입니다. 설명 된 이미징 시스템에서 PLD는 펄스 당 ~ 1.05 mJ의 에너지로 펄스를 전달하고 레이저 빔은 ~ 12.6 cm 2 영역 이상으로 확장됩니다. 따라서, 레이저 에너지 밀도는 뇌 영역에서 약 0.08 mJ / cm 2 이다. PAT 시스템의 ANSI 레이저 안전 제한은 ch레이저 파워를 줄임으로써, 레이저 빔을 확장시킴으로써, 또는 펄스 반복율을 감소시킴으로써 조정될 수있다.
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Disclosures
저자는 원고에 관련있는 금전적 이해 관계가없고 공개 할 다른 잠재적 인 이해 상충은 없다.
Acknowledgments
이 연구는 싱가포르 교육부 (ARC2 / 15 : M4020238)와 싱가포르 보건 의료 연구 협의회 (NMRC / OFIRG / 0005 / 2016 : M4062012)가 후원하는 Tier 2 보조금으로 지원됩니다. 저자는 Machine Shop의 도움으로 Chow Wai Hoong Bobby에게 감사드립니다.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Pulsed laser diode | Quantel, France | QD-Q1910-SA-TEC | It is the excitation laser source with specifications 803 nm, 1.4 mJ per pulse, 136 ns pulse, 7 kHz maximum, dimentions : 11.0 x 6.0 x 3.6 cm, weight: ~150 gm |
| Stepper motor with gearbox | LIN Engineering (Servo Dynamics) | Motor: CO-5718-01P, Gearbox: DPL64/1, I = 10 for NEMA 23; power supply PW100-48 | To move the detector holder in a circular geometry. Torque: 2.08 N-m, Rotor inertia: 2.6 kg-cm2 |
| Ultrasonic pulser/receiver | Olympus | 5072PR | To receive, filter and ampligy the PA signal from UST. Its bandwidth is 35 MHz, and gain is ±59 dB. |
| Ultrasound Transducer | Olympus | V306-SU-NK-CF1.9IN/Q4200069 | Ultrasonic sensors used for photoacoustic detection. Central freqency 2.25 MHz, 0.5 in, Cylindrical focus 1.9 inch |
| PCIe DAQ (Data acquisition) Card | GaGe | CSE4227/ A6000610/B0E00610 | 12 bit, 100 Ms/s, 2 channels, 1 Gs on board memory, PCIe x16 interface |
| Rats | In Vivos Pte Ltd, Singapore | NTac:SD, Sprague Dawley / SD | Female, weight 100 ±10g |
| Acrylic water tank | NTU workshop | Custom-made | It contains the water that acts as an acoustic coupling medium between brain and detector |
| Circular Scanner | NTU workshop | Custom-made | Scanner is made out of Alluminum |
| Anesthetic Machine | medical plus pte ltd | Non-Rebreathing Anaesthesia machine with oxygen concentrator. | Supplies oxygen and isoflurane to animal |
| Pulse Oxymeter portable | Medtronic | PM10N with veterinary sensor | Monitors the pulse oxymetry of the animal |
| Ultrasound gel | Progress/parker acquasonic gel | PA-GEL-CLEA-5000 | Clear ultrasound gel |
| Data acqusison software | National Instruments Corporation,Austin,TX,USA) | NI LabVIEW 2015 SP1 | LabVIEW based program was developed in our laboratory for controlling the stepper motor and acquring the PA singnals from the detector |
| Data processing software | Matlab (Mathworks, Natick, MA, USA) | Matlab R2012b | Matlab code for reconstruction of PA images was developed in our lab |
| Temperature controller | LaridTech, MO,USA | MTTC1410 | It will constantly control temperature of the PLD |
| 12 V power supply | Voltcraft | PPS-11810 | To supply operating voltage for PLD |
| Variable power supply | BASETech | BT-153 | To change the laser output power |
| Funtion generator | Funktionsgenerator | FG250D | To change the repetetion rate of the PLD. It will provide TTL signal to synchronize the DAQ with the laser excitation. |
| Animal distributor | In Vivos Pte Ltd, Singapore | Animal distributor that supplies small animals for research purpose. | |
| Animal holder | NTU workshop | Custom-made | Used for holding the animal on its abdomen |
| Breathing mask | NTU workshop | Custom-made | Used along with animal holder to supply anesthesia mixture to the animal |
| Pentobarbital sodium | Valabarb | Used for euthanizing the animal after the expeirment. | |
| Optical diffuser | Thorlabs | DG10-1500 | Used to to make the laser beam homogeneous |
References
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