Summary
En kompakt pulserende laser diode-baseret desktop ultralydenheder tomografi (PLD-Pat) system er demonstreret for High-Speed dynamisk in vivo billeddannelse af små animalske kortikale vasculature.
Abstract
Photoacoustic (PA) tomografi (PAT) Imaging er en spirende biomedicinsk billed modalitet nyttig i forskellige prækliniske og kliniske anvendelser. Skræddersyede cirkulære ring array-baserede transducere og konventionelle voluminøse ND: YAG/OPO lasere hæmme oversættelse af PAT-systemet til klinikker. Ultra-kompakte pulserende laserdioder (Pld'er) er i øjeblikket bruges som en alternativ kilde til nær-infrarød excitation for PA Imaging. High-Speed dynamisk in vivo Imaging er blevet påvist ved hjælp af et kompakt PLD-baseret desktop PAT system (PLD-PAT). En visualiseret eksperimentel protokol ved hjælp af desktop PLD-PAT systemet er fastsat i dette arbejde for dynamisk in vivo hjerne Imaging. Protokollen beskriver desktop PLD-PAT systemkonfiguration, forberedelse af dyr til hjernen vaskulære Imaging, og procedure for dynamisk visualisering af indocyanine grøn (ICG) farvestof optagelse og clearance proces i rotte kortikale vaskulatur.
Introduction
Foto akustisk computertomografi (PACT/Pat) er en lovende, ikke-invasiv biomedicinsk billed modalitet, der kombinerer rig optisk kontrast med høj ultrasond opløsning1,2,3,4, 5. Når en nanosekund pulserende laser deponerer energi på lysabsorberende φύκος til stede inde i et biologisk væv, lokale temperaturstigninger fører til termo elastisk ekspansion og sammentrækning af vævet, hvilket resulterer i generation af trykbølger. Disse trykbølger er kendt som ultralyd bølger eller foto akustiske (PA) bølger, som kan påvises ved ultralydstransducere omkring prøven. De detekterede PA signaler rekonstrueres ved hjælp af forskellige rekonstruktion algoritmer6,7,8,9 til at generere tværsnits PA billeder. PA billeddannelse giver strukturelle og funktionelle oplysninger fra makroskopiske organer til mikroskopiske organeller på grund af bølgelængden afhængighed af endogene φύκος stede inde i kroppen10. PAT Imaging er blevet anvendt med succes til brystkræft påvisning1, Sentinel lymfeknude Imaging11, kortlægning af Oxyhemoglobin (HbO2), Deoxyhemoglobin (HBR), total hæmoglobinkoncentration (HBT), iltmætning (so 2) af 12 ud af , 13, tumor angiogenese14, lille dyr hele kroppen Imaging15, og andre applikationer.
ND: YAG/OPO lasere er konventionelle excitation kilder til første generation af PAT systemer, der er almindeligt anvendt i foto akustisk samfund for små dyr billeddannelse og dybe væv Imaging16. Disse lasere giver ~ 100 mJ energi pulser ved lav gentagelse satser på ~ 10-100 Hz. PAT billedsystemer ved hjælp af disse dyre og voluminøse lasere er ikke egnet til High-Speed Imaging med enkelt-element ultralyd transducere (SUTs), på grund af den begrænsede puls gentagelse sats. Dette hæmmer real-time overvågning af fysiologiske ændringer, der opstår ved høje hastigheder inde i dyret. Ved hjælp af array-baserede transducere som lineære, semi-cirkulære, cirkulære og volumetriske arrays med ND: YAG laser excitation, High-Speed Imaging er muligt. Men disse array transducere er dyre og giver lavere følsomhed i forhold til SUTs; alligevel er billedbehandlings hastigheden begrænset af laserens lave gentagelseshastighed. State-of-the-art enkelt-impuls PACT-systemer med skræddersyet Full-ring array transducer opnå PA data på 50 Hz frame hastigheder17. Disse array transducere har brug for komplekse back-end modtagende elektronik og signal forstærkere, hvilket gør det samlede system dyrere og vanskeligt for klinisk brug.
Deres kompakte størrelse, lavere omkostninger krav, og højere puls gentagelse sats (rækkefølge af KHz) gør pulserende laserdioder (Pld'er) mere lovende for real-time Imaging. På grund af disse fordele, er Pld'er aktivt bruges som en alternativ excitation kilde i anden generation af PAT systemer. PLD-baserede Pat-systemer er blevet demonstreret med succes for high-Frame hastighed Imaging ved hjælp af array transducere18, deep-væv og hjerne Imaging19,20,21, hjerte-kar-sygdom diagnose22 og reumatologi diagnose23. Da Sut'er er meget følsomme og billigere i forhold til array transducere, er de stadig flittigt brugt til PAT Imaging. Der er påvist et fiber baseret PLD-system til fantom afbildning24. Et bærbart PLD-PAT-system er blevet påvist tidligere ved at montere PLD i PAT-scanneren25. Med en SUT cirkulær scanner blev fantom-Imaging udført under 3 s scanningstid, og in vivo rotte hjernescanning blev udført i løbet af en 5 s periode ved hjælp af dette PLD-PAT system19.
Desuden er der foretaget forbedringer af dette PLD-Pat system for at gøre det mere kompakt og skabe en desktop model ved hjælp af otte akustiske refleks-baserede single-element ultralyd transducere (sutrs)26,27. Her blev SUTs anbragt i en vertikal i stedet for vandret retning ved hjælp af en 90° akustisk reflektor28. Dette system kan anvendes til scanningstider på op til 0,5 s og ~ 3 cm dybt i vævs billedbehandling og in vivo små dyre hjerne billeder. I dette arbejde, er dette desktop PLD-PAT-system bruges til at give den visuelle demonstration af eksperimenter for in vivo hjernescanning i små dyr og for dynamisk visualisering af optagelse og clearance proces af fødevare-og lægemiddel administration (FDA)-godkendt indocyanine grønt (ICG) farvestof i rotte hjerner.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Alle dyreforsøg blev udført i henhold til de retningslinjer og regulativer, der er godkendt af det institutionelle udvalg for dyrepasning og-brug fra Nanyang Technological University, Singapore (animalsk protokolnummer ARF-SBS/NIE-A0331).
1. Beskrivelse af systemet
- Monter PLD-laseren i den cirkulære scanner, og Monter den optiske diffusor (OD) foran PLD-afslutnings vinduet for at gøre udgangs strålen homogen, som vist i figur 1a. Tilslut PLD til laser driver enheden (LDU).
Bemærk: PLD genererer ~ 816 nm bølgelængde pulser, pulser af ~ 107 NS i varighed, og op til en 2 KHz gentagelse sats med en maksimal puls energi på ~ 3,4 mJ. LDU består af Chiller, 12 V strømforsyning, variabel højspændings strømforsyning til at styre laser magt, og funktion generator til at ændre puls gentagelse sats. - Monter alle otte SUTRs på hver SUTR-holder en efter en, således at overfladen af hver akustisk refleks vender mod midten af scanningsområdet, som vist i figur 1b. Tilslut hvert SUTR-kabel til den støjsvage signal forstærker ved hjælp af tilslutningskabler.
Bemærk: den centrale frekvens af ultralyds transduceren er 5 MHz og har en 13 mm diameter aktivt område. To forstærkere hver med 24 dB forstærkning er forbundet i serie for hver kanal. - Tænd for kølerens strømforsyning, og tænd derefter for køleren for at indstille temperaturen til mellem 20 °C og 25 °C.
- Tænd for forsyningen af lavspændings strømforsyningen og drej langsomt den aktuelle kontrol for at indstille den aktuelle grænse på 0,3 A. Indstil spændingen til 12 V. Kontroller, at strømmen ikke overstiger 0,1 A.
- Tænd for forsyningen af højspændings forsyningsspændingen. Tryk på knappen "Preset" og Indstil strøm til 1 A og spænding til 0 V. Aktiver "output"-knappen: 0 V/0 A.
- Tænd for funktions generatorens strømforsyning. Tryk på knappen "tilbagekald", og vælg en 2 KHz-konfiguration for at generere laser pulserne ved denne gentagelseshastighed.
- Placer akryl tanken inde i scanneren som vist i figur 1a og fyld tanken med vand, således at detektere overfladen af sutrs er nedsænket helt inde i vandet.
- Sørg for, at alle SUTRs detektere overflader er inde i vand mediet. Tænd for strømforsyningen til den støjsvage signal forstærker.
2. forberedelse af dyr til hjernescanning af rotter
Bemærk: raske hunrotter (Se tabel over materialer) blev brugt til at demonstrere det ovenfor beskrevne desktop PLD-Pat-system til billeddannelse af små dyre kortikale vasculature.
- Hold dyret på ryggen ved at arrestere hovedet og kroppen bevægelse. Bedøvelses dyret ved intraperitoneal injektion af en blanding af 2 mL ketamin (100 mg/mL), 2 mL xylazin (20 mg/mL) og 1 mL saltvand (dosering på 0,2 mL/100 g).
Bemærk: efter injektionen er dyrets tå klemt til at teste for eventuelle positive reflekser såsom ben eller krops bevægelser, vokalisering, eller markante stigninger i respirationer. Fravær af sådanne reflekshandlinger bekræfter vellykket bedøvelsesmiddel af dyret. - For at forhindre tørhed på grund af anæstesi og laser belysning, meget omhyggeligt anvende kunstig tåre salve til rotte øjne. Placer dyret i udsat position på arbejdsbænken og fjerne pels på hovedbunden af dyret ved hjælp af en hårtrimmer og forsigtigt anvende hårfjerning creme til det barberede område og fjerne pels helt.
- Efter 4 – 5 min, Fjern den anvendte creme ved hjælp af en vatpind.
- Monter den specialfremstillede dyre holder (Se tabel over materialer), der er udstyret med en åndedræts maske (Se tabel over materialer) på et Lab-stik.
- Anbring dyret i en udsat position på holderen, så hovedet hviler på indehaverens vandrette platform. Brug kirurgisk tape til at sikre dyret til holderen.
- Sørg for, at åndedræts masken dækker næse og mund af rotten til at levere anæstesi blanding. Den åndedræt maske er tilpasset til at passe til billedbehandlings vinduet. 10% af den kommercielt tilgængelige næse kegle er skåret og derefter forbundet til et stykke handske.
- indåndings masken til anæstesi maskinen, før den tændes.
- Tænd for anæstesi maskinen og sæt den til at levere bedøvelsesmiddel, der indeholder 1,0 L/min. ilt med 0,75% isofluran til dyrets åndedræts maske.
- Klemme pulsoximeteret til et af dyrets bagben for at overvåge dets fysiologiske tilstand.
- Påfør et lag af farveløs ultralyd gel til hovedbunden af rotten ved hjælp af en bomuld tippet applikator. Juster Lab-Jack positionen til midten af scanneren og Juster højden af Lab-Jack manuelt, så billedbehandlings flyet er i centrum af den akustiske reflektor.
3. dynamisk in vivo-billeddannelse af optagelses-og clearance-processen af ICG i rotte hjernen
- Indstil parametrene i dataindsamlingen software (Se tabel over materialer) for en 360 ° erhvervelse scanning.
- Tænd for PLD-laser emissionen ved at aktivere output fra funktions generatoren (laser emission vil starte). Derefter, langsomt øge spændingen af den variable højspændings strømforsyning til 120 V for maksimal per puls energi.
- Kør data anskaffelse software (Se tabellen af materialer) program til at rotere alle otte sutrs i 360 ° over en 4 s scanningstid.
Bemærk: for eksempel, hvis SUTRs roteres for 4S, leverer PLD 8.000 (= 4 x 2.000) pulser, og hver SUTR indsamler 8000 A-linjer. Disse 8.000 A-linjer reduceres til 400 ved at gennemsnit over 20 signaler (efter gennemsnit A-Lines = 8000/20 = 400). Et genopbygningsprogram baseret på Delay-and-sum back projektions algoritme bruges til at finde ud af scannings radius for hver SUTR. - Deaktiver output fra funktions generatoren for at slukke for laser emissionen.
- Brug af rekonstruktion algoritme i databehandling software (Se tabel over materialer) finde ud af scanningen radius af alle otte sutrs ved trial-and-error, ved hjælp af back-projektion algoritme.
- Indstil parametrene i data anskaffelsessoftwaren (Se tabel over materialer) til 45 ° erhvervelse over en 0,5 s scanningstid.
Bemærk: for eksempel, hvis SUTRs roteres i 0,5 s, leverer PLD 1.000 (= 0,5 x 2.000) pulser, og hver SUTR samler 1000 A-linjer. Disse 1.000 A-linjer reduceres til 400 ved at gennemsnit over 20 signaler (efter gennemsnit A-Lines = 1000/20 = 50). - Aktivér output fra funktions generatoren for at tænde for laser emissionen.
- Kør dataopsamling software (Se tabel over materialer) program til at rotere alle otte sutrs i 45 ° for at opnå indledende kontroldata før administration af ICG.
- Deaktiver output fra funktions generatoren for at slukke for laser emissionen.
- Identificér dyrets hale og Injicer 0,3 mL ICG (Se tabel over materialer) (323 μM) ind i rotte halen.
4.
Bemærk: 1,25 mg ICG pulver blev vejet ved hjælp af en mikro-veje maskine og blandet med 5 mL destilleret vand for at opnå en koncentration på 323 μM for ICG-opløsningen.
- Aktivér output fra funktions generatoren for at tænde for laser emissionen.
- Kør dataopsamling software (Se tabel over materialer) program til at erhverve a-linjer over en 0,5 s scanningstid i 45 ° rotation.
5.
Bemærk: A-linjer anskaffet under en 0,5 s scanningstid bruges til at generere et tværsnits billede. Der er tidsforskel på ~ 0,4 – 0,6 s mellem hver scanning.
- Efter dataindsamlingen er, ved hjælp af back-projektion algoritme i databehandling software (Se tabel over materialer), rekonstruere tværsnits hjerne billede fra de gemte A-Lines.
- Sluk for laseren og derefter slukke anæstesi maskine, sænke Lab-Jack og fjerne dyret fra scenen. Vend dyret tilbage til buret og Overvåg det, indtil det genvinder bevidstheden.
Figur 1: skematisk af PLD-Pat-systemet på skrivebordet. (A) skematisk af desktop PLD-Pat oprettet. PLD: pulseret laser diode, OD: optisk diffuser, SUTR: akustisk reflektor baseret enkelt-element ultralyd transducer, AM: anæstesi maskine, CSP: cirkulær scanning plade, SM: stepper motor, LDU: laser kørsel enhed, AMP: forstærker, DAQ: data erhvervelse kort. (B) cirkulær opstilling af otte sutrs omkring scannings centeret. Klik her for at se en større version af dette tal.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Potentialiteten af det beskrevne desktop PLD-PAT-system til dynamisk in vivo-hjernescanning er blevet fremvist i denne protokol med tilsvarende resultater. High-Speed Imaging kapacitet af desktop PLD-PAT system blev påvist ved at udføre in vivo hjernescanning af raske hunrotter. PA-signaler blev indsamlet ved hjælp af otte SUTRs roterende i 360 ° og 45 ° omkring rotte hjernen ved scanningshastigheder på henholdsvis 4 s og 0,5 s. Figur 2a, B Vis hjerne billeder af en kvindelig rotte (98 g) ved scanningshastigheder på henholdsvis 4 s og 0,5 s. Sagittal sinus (SS) og tværgående sinus (TS) er tydeligt synlige i begge billeder. Figur 2c , D Vis fotografier af rotte hjernen før og efter fjernelse af hovedbunden over hjerne området, hhv. PAT-scanning blev udført ikke-invasivt med intakt hud og kraniet.
Figur 2: ikke-invasive in vivo-PLD-Pat-billeder i stationær pc. In vivo billeder af kortikal vaskulatur ved scanningstid på (a) 4 s og (B) 0,5 s. SS: sagittale sinus, TS: tværgående sinus. (C) og (D) er fotografier af rotte hjernen før og efter fjernelse af hovedbunden, hhv. Klik her for at se en større version af dette tal.
Før injektion af ICG i halen på samme rotte blev der anskaffet kontroldata. Efter injektion af ICG blev PA-data opnået kontinuerligt i de første 5 minutter med en 0,5 scanningstid. Derefter, PA data blev erhvervet på ~ 2-3 min intervaller med 0,5 s scanning gange hver for den næste 15-20 min. figur 3 viser plottet, der repræsenterer stigninger i gennemsnitlig PA-signal i sagittale sinus (SS) på grund af stigninger i optisk absorption af icg ved 816 nm bølgelængder, og derefter falder over tid.
Figur 3: ICG'S farmakokinetik. ICG'S farmakokinetik viser optagelses-og godkendelsesprocessen. Det røde pile mærke viser tidspunktet for injektion af ICG i hale vene. Klik her for at se en større version af dette tal.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Dette arbejde præsenterer en protokol til at bruge en desktop PLD-PAT system til at udføre eksperimenter på små dyr som rotter for in vivo hjernescanning og dynamisk hurtig-uptake og clearance proces af kontraststoffer som ICG. Voluminøse, dyre OPO-PAT-systemer tager flere minutter (2-5 min) for at erhverve et enkelt tværsnits-in vivo-billede. Et kompakt, pris billigt, første generations bærbart PLD-PAT-system giver enkelt tværsnits-in vivo-billeder i 5 s. I modsætning hertil gengiver et højt hastigheds kompakt, lavomkostnings-PLD-PAT-system i høj kvalitet 2D-tværsnits-in vivo-billede på bare 0,5 s26. Her blev det samme stationære PLD-PAT-system demonstreret for hurtig in vivo-dynamisk hjernescanning. Ved hjælp af dette system udføres kontinuerlig overvågning af hurtigt skiftende fysiologiske fænomener inde i små dyr for en hurtig stigning og fald af PA-signaler på grund af ICG optagelse og clearance processer. Men, Pld'er har et par begrænsninger såsom enkelt bølgelængde generation, som forbyder funktionel billeddannelse. Derudover er der brug for flere bølgelængde belysning for at erhverve de funktionelle oplysninger. Også er billed dybden begrænset på grund af en lav per-puls energi af PLD, som kan omgås ved hjælp af eksogene foto akustiske kontrastmidler til at forbedre billedbehandlings dybden.
Under gennemførelsen af forsøgene ved hjælp af PLD-PAT-systemet på skrivebordet skal der træffes visse forholdsregler: (a) på grund af PLD-laserens ikke-ensartede stråle profil skal der anvendes en optisk diffuser i laser outputvinduet, (b) det skal sikres, at PLD-laserstrålen er på scannings centeret, og at alle SUTRs vender mod midten af PAT-scanneren, (c) der skal udvises forsigtighed under anæstesi injektionen, således at de omgivende organer som urinblære, nyrer og tarme ikke berøres, (d) en passende mængde anæstesi blandingen skal injiceres i forhold til dyrets vægt, (e) under proceduren for trimning af håret på dyrets hoved, skal der undgås ridser i hovedbunden, og (f) det skal sikres, at billedplanet i rotte hjernen er i centrum af acousti c reflektoren på SUTRs. Der kan være behov for fejlfinding, hvis billedkvaliteten er lav. Større anvendelser af dette system omfatter høj frame rate Imaging (1 ramme i 0,5 s), lille animalsk hjernetumor Imaging, subkutan tumor Imaging, og undersøge biomaterialer for potentielle PA kontraststoffer og terapeutiske anvendelser.
Den maksimale tilladte eksponeringsgrænse (MPE) for in vivo-billeddannelse reguleres af ANSI-sikkerhedsstandarderne (American National Standards Institute)29. Disse sikkerhedsbegrænsninger afhænger af laser impulsbredde, belysnings område, eksponeringstid og belysnings bølgelængde samt flere andre faktorer. Højere end 700-1050 nm bølgelængde område og maksimum pr puls energitæthed på hudens overflade bør ikke overstige 20 x 102 (λ-700)/1000 MJ/cm2, hvor λ (i nm) er lysets bølgelængde. Så den MPE sikkerhedsgrænse ved en 816 nm bølgelængde PLD laser anvendes ~ 34,12 mJ/cm2. For kontinuerlig belysning af laseren over en periode på t = 0,5 s, bliver MPE sikkerhedsgrænsen 1,1 x 102 (λ-700)/1000 × t0,25 J/cm2 (= 1,58 j/cm2). Puls gentagelsen af PLD blev fastholdt ved 2.000 Hz i alle eksperimenter. I løbet af en 0,5 s scanningstid blev der leveret i alt 1.000 (0,5 x 2.000) pulser til prøven. Dette indebærer, at per puls, den MPE var 1,58 mJ/cm2. PLD-PAT-systemet på skrivebordet leverer en pr. impuls energi på ~ 3,4 mJ. Laseren energitæthed blev fastholdt på ~ 0,17 mJ/cm2 på hjernen området som laserstrålen ekspanderet over en ~ 20 cm2 område. Denne laser energitæthed lå et godt stykke under ANSI-sikkerhedsgrænsen over en periode på 0,5 s. Ved at reducere puls gentagelseshastigheden, reducere laser effekten eller udvide laserstrålen, kan ANSI-laser sikkerhedsgrænsen for desktop PLD-PAT-systemet ændres.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Forfatterne har ingen relevante finansielle interesser eller potentielle interessekonflikter at afsløre.
Acknowledgments
Forskningen støttes af Singapores sundhedsministeriums nationale lægevidenskabelige Forskningsråd (NMRC/OFIRG/0005/2016: M4062012). Forfatterne vil gerne takke hr. Chow WAI Hoong Bobby for Maskinværkstedet support.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 12 V power supply | Voltcraft | PPS-11810 | To supply operating voltage for PLD |
| Acoustic reflector | Olympus | F102 | 45 degree reflector augmented to the ultrasound transducer |
| Acrylic water tank | NTU workshop | Custom-made | It is used to hold water that acts as an acoustic coupling medium between animal brain and detector |
| Anesthetic Machine | Medical plus pte ltd | Non-Rebreathing Anaesthesia machine with oxygen concentrator. | Supplies oxygen and isoflurane to animal |
| 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 animal on its abdomen |
| Breathing mask | NTU workshop | Custom-made | Used along with animal holder to supply anesthesia mixture to the animal |
| Circular Scanner | NTU workshop | Custom-made | Scanner is made out of aluminum |
| DAQ (Data acquisition) Card | Spectrum | M2i.4932-exp | 16 bit, 30 Ms/s, 8 channels, 1 Gs, PCIe |
| Data acqusition software | National Instruments Corporation,Austin,TX,USA) | NI LabVIEW 2015 SP1 (32 bit) | LabVIEW based program 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 R2015b | Matlab code developed in our laboratory for reconstructing cross-sectional PA images |
| Function generator | RIGOL | DG1022 | To change the repetition rate of the PLD. It will provide TTL signal to synchronize the DAQ with the laser excitation. |
| Low noise signal amplifier | Genetron | Custom-made using Mini-circuits, ZFL-500LN-BNC | To receive, and amplify the PA signal from SUTR. Its gain is 24 dB. |
| Optical diffuser | Thorlabs | DG-120 | Used to to make the laser beam homogeneous |
| Pulsed laser diode | Quantel, France | QD-Q1924-ILO-WATER | It is the excitation laser source with specifications of 816 nm wavelength, 3.4 mJ per pulse energy, 107 ns pulse width, 2 KHz maximum pulse repitition rate, dimensions : 13.0 x 7.6 x 5.0 cm |
| Rats | In Vivos Pte Ltd, Singapore | NTac:SD, Sprague Dawley / SD | Female, weight 100±10g, strain of rats: Sprague Dawley, age: 4-5 weeks |
| Stepper motor with gearbox | LIN Engineering (Servo Dynamics) | Motor: CO-5718L-01P-RO, Gearbox: DPL64/1; Power supply PW-100-24 | To move the detector holder in a circular geometry. Torque: 2.08 N-m, Rotor inertia: 2.6 kg-cm2 |
| Ultrasound gel | Progress/parker acquasonic gel | PA-GEL-CLEA-5000 | Clear ultrasound gel |
| Ultrasound Transducer | Olympus | V309-SU/ U8423013 | Ultrasonic sensors used for photoacoustic detection. Central freqency 5 MHz, 0.5 in |
| Variable high voltage power supply | Elektro-Automatik | EA-PS 8160-04 T | To change the laser output power |
References
- Lin, L., et al. Single-breath-hold photoacoustic computed tomography of the breast. Nature Communications. 9 (1), 2352 (2018).
- Upputuri, P. K., Pramanik, M. Fast photoacoustic imaging systems using pulsed laser diodes: a review. Biomedical Engineering Letters. 8 (2), 167-181 (2018).
- Yao, J., Wang, L. V. Recent progress in photoacoustic molecular imaging. Current Opinion in Chemical Biology. 45, 104-112 (2018).
- Upputuri, P. K., Pramanik, M. Recent advances toward preclinical and clinical translation of photoacoustic tomography: a review. Journal of Biomedical Optics. 22 (4), 041006 (2017).
- Yao, J., Wang, L. V.
- Awasthi, N., Kalva, S. K., Pramanik, M., Yalavarthy, P. K. Image Guided Filtering for Improving Photoacoustic Tomographic Image Reconstruction. Journal of Biomedical Optics. 23 (9), 091413 (2018).
- Kalva, S. K., Pramanik, M. Experimental validation of tangential resolution improvement in photoacoustic tomography using a modified delay-and-sum reconstruction algorithm. Journal of Biomedical Optics. 21 (8), 086011 (2016).
- Pramanik, M. Improving tangential resolution with a modified delay-and-sum reconstruction algorithm in photoacoustic and thermoacoustic tomography. The Journal of the Optical Society of America. 31 (3), 621-627 (2014).
- Xu, M., Wang, L. V. Universal back-projection algorithm for photoacoustic computed tomography. Physical Review E. 71 (1), 016706 (2005).
- Wang, L. V., Hu, S. Photoacoustic Tomography: In Vivo Imaging from Organelles to Organs. Science. 335 (6075), 1458-1462 (2012).
- Sivasubramanian, K., Periyasamy, V., Pramanik, M. Non-invasive sentinel lymph node mapping and needle guidance using clinical handheld photoacoustic imaging system in small animal. Journal of Biophotonics. 11 (1), e201700061 (2018).
- Hu, S., Maslov, K., Wang, L. V. Second-generation optical-resolution photoacoustic microscopy with improved sensitivity and speed. Optics Letters. 36 (7), 1134-1136 (2011).
- Stein, E. W., Maslov, K., Wang, L. V. Noninvasive, in vivo imaging of blood-oxygenation dynamics within the mouse brain using photoacoustic microscopy. Journal of Biomedical Optics. 14 (2), 020502 (2009).
- Ku, G., Wang, X. D., Xie, X. Y., Stoica, G., Wang, L. V. Imaging of tumor angiogenesis in rat brains in vivo by photoacoustic tomography. Applied Optics. 44 (5), 770-775 (2005).
- Ma, R., Taruttis, A., Ntziachristos, V., Razansky, D. Multispectral optoacoustic tomography (MSOT) scanner for whole-body small animal imaging. Optics Express. 17 (24), 21414-21426 (2009).
- Zhou, Y., et al. A Phosphorus Phthalocyanine Formulation with Intense Absorbance at 1000 nm for Deep Optical Imaging. Theranostics. 6 (5), 688-697 (2016).
- Li, L., et al. Single-impulse panoramic photoacoustic computed tomography of small-animal whole-body dynamics at high spatiotemporal resolution. Nature Biomedical Engineering. 1 (1), 0071 (2017).
- Sivasubramanian, K., Pramanik, M. High frame rate photoacoustic imaging at 7000 frames per second using clinical ultrasound system. Biomedical Optics Express. 7 (2), 312-323 (2016).
- Upputuri, P. K., Pramanik, M. Dynamic in vivo imaging of small animal brain using pulsed laser diode-based photoacoustic tomography system. Journal of Biomedical Optics. 22 (9), 090501 (2017).
- Upputuri, P. K., Periyasamy, V., Kalva, S. K., Pramanik, M. A High-performance compact photoacoustic tomography system for in vivo small-animal brain imaging. Journal of Visualized Experiments. (124), e55811 (2017).
- Upputuri, P. K., Pramanik, M. Pulsed laser diode based optoacoustic imaging of biological tissues. Biomedical Physics & Engineering Express. 1 (4), 045010-045017 (2015).
- Arabul, M. U., et al. Toward the detection of intraplaque hemorrhage in carotid artery lesions using photoacoustic imaging. Journal of Biomedical Optics. 22 (4), (2016).
- Daoudi, K., et al. Handheld probe integrating laser diode and ultrasound transducer array for ultrasound/photoacoustic dual modality imaging. Optics Express. 22 (21), 26365-26374 (2014).
- Allen, J. S., Beard, P. Pulsed near-infrared laser diode excitation system for biomedical photoacoustic imaging. Optics Letters. 31 (23), 3462-3464 (2006).
- Upputuri, P. K., Pramanik, M. Performance characterization of low-cost, high-speed, portable pulsed laser diode photoacoustic tomography (PLD-PAT) system. Biomed Opt Express. 6 (10), 4118-4129 (2015).
- Kalva, S. K., Upputuri, P. K., Pramanik, M. High-speed, low-cost, pulsed-laser-diode-based second-generation desktop photoacoustic tomography system. Optics Lett. 44 (1), 81-84 (2019).
- Kalva, S. K., Hui, Z. Z., Pramanik, M. Calibrating reconstruction radius in a multi single-element ultrasound-transducer-based photoacoustic computed tomography system. J Opt Soc Am A. 35 (5), 764-771 (2018).
- Kalva, S. K., Pramanik, M. Use of acoustic reflector to make compact photoacoustic tomography system. Journal of Biomedical Optics. 22 (2), 026009 (2017).
- American National Standard for Safe Use of Lasers. ANSI Standard Z136.1-2007. , NY. (2007).
