Waiting
Login processing...

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

Bioengineering

المزدوج النقطي المسح الضوئي photoacoustic صورة الحيوانات الصغيرة للتصور الأوعية الدموية

Published: July 15, 2020 doi: 10.3791/61584

Summary

تم تصميم جهاز تصوير ضوئي صوتي مزدوج المسح النقطي ، والذي دمج التصوير الواسع النطاق والتصوير في الوقت الحقيقي.

Abstract

وقد لعب تصوير شبكات الأوعية الدموية على الحيوانات الصغيرة دورا هاما في البحوث الطبية الحيوية الأساسية. تكنولوجيا التصوير الضوئية الصوتية لديها إمكانات كبيرة للتطبيق في الصور من الحيوانات الصغيرة. يمكن أن يوفر التصوير الضوئي واسع النطاق للحيوانات الصغيرة صورًا ذات دقة متزامنة واختراق عميق وتناقضات متعددة. أيضا، من المستحسن نظام التصوير الصوتي الضوئي في الوقت الحقيقي لمراقبة الأنشطة الدموية من الأوعية الحيوانية الصغيرة، والتي يمكن استخدامها للبحث في الرصد الديناميكي للخصائص الفسيولوجية الحيوانية الصغيرة. هنا، يتم تقديم جهاز تصوير ضوئي صوتي مزدوج المسح النقطي، يتميز بوظيفة تصوير مزدوجة الوضع قابلة للتبديل. يتم تنفيذ التصوير على نطاق واسع من قبل مرحلة ترجمة ثنائية الأبعاد، في حين أن التصوير في الوقت الحقيقي يتحقق مع جلفانومتر. من خلال وضع المعلمات المختلفة وطرق التصوير ، في تصور الجسم الحي لشبكة الأوعية الدموية الحيوانية الصغيرة يمكن تنفيذها. ويمكن استخدام التصوير في الوقت الحقيقي لمراقبة تغير النبض وتغيّر تدفق الدم الناجم عن المخدرات، إلخ. ويمكن استخدام التصوير واسعة المجال لتتبع تغير نمو الأوعية الدموية الورم. هذه هي سهلة لاعتمادها في مختلف مجالات البحوث الطبية الحيوية الأساسية.

Introduction

في مجال الطب الحيوي الأساسي، يمكن للحيوانات الصغيرة محاكاة الوظيفة الفسيولوجية البشرية. لذلك، فإن التصوير الحيواني الصغير يلعب دوراً هاماً في توجيه البحوث المتعلقة بالأمراض البشرية المتجانسة، والسعي إلى علاج فعال1. التصوير الضوئي الصوتي (PAI) هو تقنية تصوير غير الغازية التي تجمع بين مزايا التصوير البصري والتصوير بالموجات فوق الصوتية2. المجهر الصوتي الضوئي (PAM) هو طريقة تصوير قيمة للبحوث الأساسية للحيوانات الصغيرة3. PAM يمكن الحصول بسهولة عالية الدقة، والاختراق العميق، عالية-- خصوصية عالية والصور عالية التباين على أساس الإثارة البصرية والكشف بالموجات فوق الصوتية4.

يتم امتصاص ليزر نبض مع طول موجي معين بواسطة chromophores الذاتية من الأنسجة. في وقت لاحق ، ترتفع درجة حرارة الأنسجة ، مما يؤدي إلى إنتاج موجات الموجات فوق الصوتية الناتجة عن الصور. يمكن الكشف عن الموجات فوق الصوتية بواسطة محول الموجات فوق الصوتية. بعد الحصول على إشارة وإعادة بناء الصورة، يمكن الحصول على التوزيع المكاني للامتصاص5. من ناحية، يتطلب تصور شبكة الأوعية الدموية بأكملها مجال رؤية واسع. عملية واسعة الميدان المسح عادة ما يستغرق وقتا طويلا لضمان عالية الدقة6،7،8. من ناحية أخرى ، تتطلب مراقبة الأنشطة الديناميكية الدموية للحيوانات الصغيرة تصويرًا سريعًا في الوقت الحقيقي. التصوير في الوقت الحقيقي مفيد لدراسة العلامات الحيوية للحيوانات الصغيرة في الوقت الحقيقي9،10،11. مجال الرؤية من التصوير في الوقت الحقيقي عادة ما تكون صغيرة بما فيه الكفاية لضمان معدل تحديث عالية. وهكذا، غالبا ما يكون هناك مقايضة بين تحقيق مجال واسع من الرؤية والتصوير في الوقت الحقيقي. في السابق، كان هناك نظامان مختلفان يستخدمان للتصوير على نطاق واسع أو التصوير في الوقت الحقيقي، بشكل منفصل.

هذا العمل تقارير ثنائية المسح النقطي photoacoustic imager (DRS-PAI) ، والتي دمجت واسعة المجال التصوير على أساس ثنائية الأبعاد مرحلة الترجمة الآلية والتصوير في الوقت الحقيقي على أساس محورين جلفانوميتر الماسح الضوئي. يتم تنفيذ وضع التصوير واسع المجال (WIM) لإظهار مورفولوجيا الأوعية الدموية. بالنسبة لوضع التصوير في الوقت الحقيقي (RIM)، هناك وظائف حالياً. أولاً، يمكن لـ RIM توفير صور مسح ب في الوقت الفعلي. من خلال قياس إزاحة الأوعية الدموية على طول اتجاه العمق ، يمكن الكشف عن خصائص التنفس أو النبض. ثانياً، يمكن لـ RIM قياس المساحة المحددة في صورة WIM كمياً. من خلال توفير صور مماثلة للمناطق المحلية WIM، يمكن الكشف عن تفاصيل التغيير المحلي بدقة. النظام تصاميم انتقال مرن بين التصوير واسعة المجال من التصور الأوعية الدموية والتصوير في الوقت الحقيقي من دينامية المحلية. هذا النظام مرغوب فيه في البحوث الطبية الحيوية الأساسية حيث هناك حاجة لتصوير الحيوانات الصغيرة.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

أجريت جميع التجارب الحيوانية وفقا للمبادئ التوجيهية التي قدمتها لجنة الرعاية واستخدام الحيوانات المؤسسية في جامعة جنوب الصين العادية، قوانغتشو، الصين.

1. إعداد النظام

  1. المسار البصري (الشكل 1)
    1. استخدام ليزر نبض 532 نانومتر كمصدر ليزر النظام. تعيين معدل التكرار من الليزر إلى 10 كيلو هرتز، والطاقة الناتج إلى 100٪ وإعداد الزناد إلى مشغل خارجي باستخدام برنامج المعرفة من قبل المستخدم.
    2. زوجين شعاع الليزر إلى الألياف وضع واحد (SMF) عن طريق الألياف البصرية (FC1). قم بـتولي شعاع الليزر باستخدام ألياف بصرية جماعية (FC2) على مرحلة مزودة بمحركات ثنائية الأبعاد (المحرك، السرعة القصوى: 20 مم/س).
    3. احرف شعاع الليزر باستخدام ماسح محوري جلفانوميتر (Galva). استخدم مرآة قابلة للتنقل (M1) لتعكس الشعاع. ركّز الشعاع من خلال عدسة 4× هدف (OL، الفتحة العددية: 0.1).
    4. استخدام جبل المترجم XY (TM) لإصلاح الذاتي مجوفة محول الموجات فوق الصوتية (UT, تردد مركزي: 25 ميغاهيرتز; عرض النطاق الترددي: أكثر من 90٪؛ وسط حفرة: 3 مم) على الجزء السفلي من12OL. تمرير شعاع مركزة من خلال ثقب مركز محول الموجات فوق الصوتية.
  2. مسار المسح الضوئي
    1. قفل Galva باستخدام صفيف بوابة برمجة الحقل (FPGA 2) أثناء WIM. تعيين نطاق المسح الضوئي المناسب وسرعة المسح الضوئي بواسطة برنامج معرف من قبل المستخدم.
    2. قفل المحرك باستخدام صفيف بوابة برمجة الحقل (FPGA 1) أثناء RIM. تعيين تردد المسح الضوئي وعدد من نقاط المسح باستخدام FPGA 2. استخدام برنامج المعرفة من قبل المستخدم للتحكم في بدء وإيقاف المسح الضوئي.
  3. الحصول على البيانات
    1. استخدم مضخم 50 ديسيبل (AMP) لتضخيم إشارة السلطة الفلسطينية. رقمنة الإشارة بواسطة بطاقة الحصول على البيانات (DAQ). الحصول على إشارة الزناد من خلال FPGA 1 أو FPGA 2.
    2. استخدم وحدة معالجة الرسومات (GPU) لمعالجة البيانات وعرض الصور في13 متوازيًا.
  4. نظام تصوير اتفاقية مكافحة التصحر
    1. استخدام حلقة على شكل الصمام الأبيض (درجة حرارة اللون: 6500 K؛ الإضاءة: 40000 لوكس; القطر: 7.5 سم) كمصدر للإضاءة. إزالة M1، واستخدام مرآة ثابتة (M2) لتعكس الضوء.
    2. قم بتسجيل الصور باستخدام كاميرا CCD (6.3 مليون بكسل) على نظام تصوير PA. عرض الصور مع برنامج عرض.

2. محاذاة النظام

  1. حدد خزان مياه (10 سم × 10 سم × 4.4 سم؛ النافذة السفلية: 3 سم × 3 سم). تغطية خزان المياه بأكمله باستخدام غشاء البولي ايثيلين (غشاء سميك: 10 ميكرومتر). إضافة ما يكفي من المياه فائقة الpure.
  2. ضع خزان المياه على مرحلة العمل.
  3. قم بتشغيل مفتاح الليزر. حدد برنامج التحكم بالليزر. سخني لمدة 5 دقائق. اضغط على زر "ON" على مفتاح الضخ. تعيين معلمات الليزر في الخطوة 1.1.1. افتح حير الليزر
  4. حدد البرنامج الذي تم تجميعه من قبل A-line. اضغط على زر "ابدأ" لالتقاط إشارة نقطة واحدة وعرض السعة والطيف من إشارة A-line الحالية.
  5. ضع نصلًا في قاع خزان المياه. غمر الجزء السفلي من UT في خزان المياه لالالاقتران الصوتية. تجنب فقاعات في الجزء السفلي من UT.
  6. ضبط موقف Galva، وضبط المترجم XY بين UT و OL لتجنب إشارة التذبذب، وتأكد من أن هذا هو confocal.
  7. ضبط ارتفاع مرحلة العمل لتعظيم السعة من الإشارة، وتحديد موضع التركيز.

3. تجربة الحيوان

  1. استخدام 5\u20126 أسابيع بالب / ج الماوس مع وزن الجسم من 20\u201230 ز.
  2. تخدير الحيوان باستخدام يوريثان (1 ز / كجم) حقن intraperitoneally قبل التجربة.
  3. إجراء الانتقال بين WIM و RIM.
    1. استخدام محول الموجات فوق الصوتية. حلق الفراء على الجزء الخلفي من الماوس باستخدام التشذيب وكريم إزالة الشعر. ضع الماوس على الحامل (8 سم × 2.8 سم × 2 سم) في وضعية العرض.
    2. اسمح لمنطقة التصوير بأن تكون على اتصال مع غشاء البولي إيثيلين باستخدام هلام الموجات فوق الصوتية. تجنب فقاعات في جزء الاتصال.
    3. ضع حامله على مرحلة العمل للزوابل الصوتية. اتبع الخطوات 2.3\u20122.4 لبدء الليزر وجمع إشارة A-الخط. اتبع الخطوات 2.6\u20122.7 لمحاذاة. اضغط على "إيقاف" لإنهاء المجموعة بعد المحاذاة.
    4. حدد برنامج WIM. اسم المجلد الذي تم إنشاؤه حديثاً. تعيين معلمة المسح الضوئي في 20 مم / الثانية في علامة التبويب "سرعة المسح" ، "20 مم * 20 ملم" في علامة التبويب "منطقة المسح" ، و "20" في علامة التبويب "الخطوة". انقر فوق الزر تجميع لبدء المسح الضوئي.
    5. انقر فوق الزر إيقاف لإنهاء المسح بعد الاستحواذ. انقر فوق العودة إلى الصفر لجعل المحرك إلى الصفر. أغلق الليزر في حيرة. تعيين إعداد المشغل إلى المشغل الداخلي. اضغط على زر إيقاف لمفتاح الضخ.
    6. استبدل مشغل WIM كمشغل RIM ثم قم بتوصيله بمشغل الليزر الخارجي. اضغط على زر ON لمفتاح الضخ. تعيين إعداد المشغل إلى المشغل الخارجي. انقر فوق الزر إنهاء للخروج من برنامج WIM.
    7. استخدم الخطوة 2.4 لتجميع إشارة A-line. افتح الليزر. اتبع الخطوات 2.6\u20122.7 لمحاذاة. اضغط على إيقاف لإنهاء المجموعة بعد المحاذاة.
    8. حدد برنامج RIM. اسم المجلد الذي تم إنشاؤه حديثاً. انقر فوق الزر تجميع لبدء المسح الضوئي.
    9. انقر فوق الزر إيقاف لإنهاء المسح الضوئي بعد إكمال عملية الاكتساب. انقر فوق الزر إنهاء للخروج من برنامج RIM.
    10. القتل الرحيم الحيوان باستخدام خلع عنق الرحم في ختام التصوير.
  4. إجراء WIM من التصور الأوعية الدموية.
    1. استخدام محول الموجات فوق الصوتية مركزة (تردد مركزي: 25 ميغاهيرتز; عرض النطاق الترددي: أكثر من 90٪؛ البعد البؤري: 8 ملم). إزالة شعر الأذن أو فروة الرأس الفئران.
      1. استخدام مشرط لجعل شق صغير على الجانب الجانبي من الجزء العلوي الصدغي القحفي من الماوس (عمق الجمجمة). استخدم مقص العيون للبدء من هذا الشق. قطع فروة الرأس حول الجانب الخارجي من الجمجمة. ضغط نقطة النزيف لوقف النزيف. اغسل الجرح بالملاح الطبيعي. ضع الماوس على حامل.
    2. اسمح لمنطقة التصوير بأن تكون على اتصال مع غشاء البولي إيثيلين باستخدام هلام الموجات فوق الصوتية. تجنب الفقاعات في منطقة الاتصال (الشكل التكميلي 1).
    3. ضع حامل على مرحلة العمل لالالاقتران الصوتي. استخدم الخطوات 2.3\u20122.4 لفتح الليزر وجمع إشارة A-الخط. استخدم الخطوة 2.6\u20122.7 لمحاذاة. اضغط على إيقاف لإنهاء المجموعة بعد المحاذاة.
    4. حدد برنامج WIM. اسم المجلد الذي تم إنشاؤه حديثاً. تعيين معلمة المسح الضوئي إلى "10 ملم / الثانية" في علامة التبويب "سرعة المسح" و "10 مم * 10 مم" تحت علامة التبويب "منطقة المسح" و "10" في علامة التبويب "الخطوة". انقر فوق الزر تجميع لبدء المسح الضوئي.
    5. انقر فوق الزر إيقاف لإنهاء المسح الضوئي بعد إكمال عملية الاكتساب. انقر فوق العودة إلى الصفر لجعل المحرك العودة إلى الصفر. انقر فوق الزر إنهاء للخروج من برنامج WIM.
    6. القتل الرحيم الحيوان في ختام العملية في حين أن الحيوان لا يزال تحت التخدير.
  5. إجراء RIM للرصد الديناميكي للحيوانات الصغيرة.
    1. حلق شعر البطن الماوس. وضع الماوس على حامل في موقف supine.
    2. اسمح لمنطقة التصوير بأن تكون على اتصال مع غشاء البولي إيثيلين باستخدام هلام الموجات فوق الصوتية. تجنب الفقاعات في منطقة الاتصال.
    3. ضع حامل على مرحلة العمل لالالاقتران الصوتي. تنفيذ الخطوات 2.3\u20122.4 لبدء الليزر وجمع إشارة A-الخط. تنفيذ الخطوة 2.6\u20122.7 لمحاذاة. اضغط على إيقاف لإنهاء المجموعة بعد المحاذاة.
    4. حدد برنامج RIM. اسم المجلد الذي تم إنشاؤه حديثاً. انقر فوق الزر تجميع لبدء المسح الضوئي.
    5. انقر فوق الزر إيقاف لإنهاء المسح الضوئي بعد إكمال عملية الاكتساب. انقر فوق الزر إنهاء للخروج من برنامج RIM.
  6. استخدام بيانات RIM لإعادة إنشاء إسقاط السعة الأقصى (MAP) على طول اتجاه العمق بواسطة برنامج محدد من قبل المستخدم. مراقبة التغيرات الديناميكية في الحيوان.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

يظهر التخطيط لـ DRS-PAI في الشكل 1. ويتيح النظام التبديل المرن والقابل للتكرار بين WIM مع RIM. تتم معالجة إشارة PA المكتسبة بسرعة لتوليد صور PA B-Scan و MAP. يمكن أن توفر كاميرا CCD صورًا للعينات.

يتم دمج جميع مكونات DRS-PAI وتجميعها في إعداد الصور (الشكل 2) ، مما يجعل من السهل تجميعها وتشغيلها. في WIM، يتم استخدام المسح النقطي المستمر لمرحلة مزودة بمحركات ثنائية الأبعاد. يتم تسجيل إشارة مرحلة التشغيل. وقد استمر الحصول على البيانات أثناء الترجمة الموحدة للمرحلة. وفي RIM، تم استخدام ماسحة جلفانوميتر ذات محورين. تم جمع البيانات بشكل متزامن مع المسح Galva (الشكل 3).

هنا، تم جمع صور الأوعية الدموية للعينات مع كل وضع التصوير. يظهر الشكل 4A صورة MAP للماوس مرة أخرى في WIM. وكان وقت التصوير حوالي 33 دقيقة. الشكل 4B يظهر صور B مسح الماوس مرة أخرى خلال RIM. يتم عرض العملية برمتها من RIM في 1 الفيديو. ثم، تم استخدام محول الموجات فوق الصوتية المركزة. يتم عرض الشبكات الوعائية لأذن الماوس والدماغ في الشكل 5. وقت التصوير كان حوالي 16 دقيقة. وهذا يدل على قدرة DRS-PAI على صورة الأوعية الدموية واسعة المجال. وبالإضافة إلى ذلك، يبين الشكل 6A أن نطاق التصوير يحتوي على وعاء. مجموعة التصوير من ريم حوالي 100 μm بسبب استخدام محول الموجات فوق الصوتية المركزة. تظهر صورة النزوح على طول اتجاه عمق البطن الماوس مقابل الوقت في الشكل 6B. فيديو 2 يظهر عملية النزوح الوعائي والحصول على النبض الحالي أو منحنى التنفس.

Figure 1
الشكل 1: التخطيطي لنظام DRS-PAI. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

Figure 2
الشكل 2: تصميم نظام DRS-PAI.
(أ) صورة نظام DRS-PAI. (B) لوحة يظهر صورة الإعداد لجمعية مسار الليزر. (C) لوحة يظهر نموذج 3D بالليزر مسار التجمع. (D) لوحة يظهر محورين سرعة تجميع الماسح الضوئي galvanometer. (E) لوحة يظهر الجمعية التحقيق. (F) لوحة يظهر الجمعية المسار البصري CCD. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

Figure 3
الشكل 3: إعداد المسح الضوئي لأوضاع التصوير المختلفة.
(A) مسار المسح الضوئي لـ WIM. (B) مسار المسح الضوئي لـ RIM. (C) إعداد مشغل من وضعين التصوير. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

Figure 4
الشكل 4: ويم الضوئية الصوتية وريم من الماوس مرة أخرى.
(A) صورة MAP للماوس مرة أخرى في WIM. (B) صور الماوس في الماوس في RIM. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

Figure 5
الشكل 5: ويم الضوئية الصوتية من الماوس.
(أ) صورة MAP لأذن الماوس في WIM. (B) صورة MAP لدماغ الماوس في WIM. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

Figure 6
الشكل 6: ريم photoacoustic من البطن الماوس.
(أ) صور B-مسح البطن الماوس في RIM. (B) صورة MAP على طول اتجاه عمق البطن الماوس مقابل الوقت في RIM. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

فيديو 1: عملية ريم من الماوس مرة أخرى. الرجاء النقر هنا لتحميل هذا الفيديو.

فيديو 2: عملية صورة MAP على طول اتجاه عمق البطن الماوس مقابل الوقت. الرجاء النقر هنا لتحميل هذا الفيديو.

الشكل التكميلي 1: الجزء من منطقة التصوير في اتصال مع غشاء البولي إيثيلين. الرجاء النقر هنا لتحميل هذا الرقم.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

هنا قدمنا صورة ضوئية ضوئية لـ غير باضعة للتصور الوعائي الذي تم تصميمه وتطويره لالتقاط بنية الأوعية الدموية والتغيير الديناميكي المرتبط بالدم. وميزة DRS-PAI هي أنه يدمج WIM و RIM في نظام واحد ، مما يجعل من الأسهل دراسة بنية شبكة ديناميكية الأوعية الدموية والأوعية الدموية للحيوانات الصغيرة. يمكن للنظام توفير عالية الدقة واسعة النطاق للتصور الأوعية الدموية وديناميات الدم في الوقت الحقيقي.

في النظام الحالي، تم تنفيذ الإثارة البصرية مع مصدر ضوء أحادي الطول الموجي. ومن شأن نظام الطول الموجي المتعدد في المستقبل أن يوفر معايير أخرى مثل تشبع الأكسجين في الدم. علاوة على ذلك ، يمكن تطوير خوارزمية خاصة لمعالجة الصور للتحليل الكمي ، بما في ذلك تقدير قطر الأوعية الدموية ، وكثافة الأوعية الدموية ، وتورتوسية الأوعية الدموية ، وما إلى ذلك. ويمكن أن يوفر التحليل الكمي معلومات قيمة للتشخيص المبكر للأمراض وعلاجها.

وخلاصة القول، إن النظام يمكّن الباحثين من الحصول على رؤى فسيولوجية مرضية وعالية الأبعاد في البحوث الحيوانية الصغيرة ذات الصلة الطبية الحيوية. ويمكن تكييف النظام مع معظم بيئات البحوث الحيوانية الصغيرة، وتشمل على سبيل المثال لا الحصر، تصوير تولد الأوعية الدموية، والخلايا الدقيقة للورم، والديناميكا الدموية، والاتصالات الوظيفية في الدماغ، والتخويل، والاستجابات للأدوية، والاستجابات للعلاج. وتشمل الخطوات الهامة ضمن البروتوكول تصميم بنية المسح المزدوج، والتسوية الناظرة للتركيز البصري والصوتي في WIM، وتعديل نقطة الوسط لحقل الصوت في RIM.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

وقد أجريت جميع التجارب الحيوانية وفقا للمبادئ التوجيهية واللوائح المعتمدة للجنة المؤسسية لرعاية الحيوانات واستخدامها. ليس لدى المؤلفين أي مصالح مالية ذات صلة في المخطوطة ولا تضارب محتمل في المصالح للكشف عنه.

Acknowledgments

ويود المؤلفون أن يعترفوا بالدعم المالي المقدم من المؤسسة الوطنية للعلوم الطبيعية في الصين (61822505؛ 2005) 11774101؛ 61627827؛ 81630046)، مشروع تخطيط العلوم والتكنولوجيا في مقاطعة قوانغدونغ، الصين (2015B020233016)، وبرنامج العلوم والتكنولوجيا في قوانغتشو (رقم 2019020001).

Materials

Name Company Catalog Number Comments
12 bit multi-purpose digitizer Spectrum M3i.3221 Data acquisition card
A-line collected program National Instrument LabVIEW User-defined program
Amplifier RF Bay LNA-650 Amplifier
Depilatory Cream Veet 33-II Animal depilatory
Fiberport Coupler Thorlab PAF-X-7-A Fiber Coupler
Field Programmable Gate Array Altera Cyclone IV Trigger Control
Fixed Focus Collomation Packages Thorlabs F240FC-532 Fiber Collimator
Foused ultrasonic transducer Self-made
Graphics Processing Unit NVIDIA GeForce GTX 1060 Processing data
Holder Self-made Animal fixation
Laser control program National Instrument LabVIEW User-defined program
Mice Guangdong Medical Laboratory Animal Center BALB/c Animal Model
Microscope camera Mshot MS60 CCD camera
Microscope Objective Daheng Optics GCO-2111 Objective Lens
Mirror Daheng Optics GCC-1011 Moveable/Fixed Mirror
Moving Magnet Capacitive Detector Galvanometer Scanner Century Sunny S8107 real-time scanner
Mshot image analysis system Mshot Display software
Normal Saline CR DOUBLE-CRANE H34023609 Normal Saline
Ophthalmic Scissors SUJIE Scalp Remove
Planar ultrasonic transducer Self-made
Plastic Wrap HJSJLSL Polyethylene Membrane
Program Control Software National Instrument LabVIEW User-defined Program
Pulsed Q-swithched Laser Laser-export DTL-314QT 532-nm pulse Laser
Real-time imaging program National Instrument LabVIEW User-defined program
Ring-shaped white LED Self-made
Shaver Codos CP-9200 Animal Shaver
Single-Mode Fibers Nufern 460-HP Single-mode fiber
Surgical Blade SUJIE 11 Blade
Surgical Scalpel SUJIE 7 Scalp Remove
Translation Stage Jiancheng Optics LS2-25T wide-field scanning stage
Ultrasonic Transducer Self-made
Ultrasound gel GUANGGONG PAI ZC4252418 Acoustic Coupling
Urethane Tokyo Chemical Industry C0028 Animal Anestheized
Water tank Self-made
Wide-field imaging program National Instrument LabVIEW User-defined program
XY Translator Mount Self-made

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Li, L., et al. Single-impulse panoramic photoacoustic computed tomography of small-animal whole-body dynamics at high spatiotemporal resolution. Nature Biomedical Engineering. 1 (5), 0071 (2017).
  2. Jeon, S., Kim, J., Lee, D., Baik, J. W., Kim, C. Review on practical photoacoustic microscopy. Photoacoustics. 15, 100141 (2019).
  3. Baik, J. W., et al. Super wide-field photoacoustic microscopy of animal and humans in vivo. IEEE Transactions on Medical Imaging. 39 (4), 975-984 (2019).
  4. Omar, M., Aguirre, J., Ntziachristos, V. Optoacoustic mesoscopy for biomedicine. Nature Biomedical Engineering. 3 (5), 354-370 (2019).
  5. Lin, L., et al. Single-breath-hold photoacoustic computed tomography of the breast. Nature Communications. 9 (1), 2352 (2018).
  6. Yang, F., et al. Wide-field monitoring and real-time local recoding microvascular networks on small animals with a dual-raster-scanned photoacoustic microscope. Journal of Biophotonics. 13 (6), 202000022 (2020).
  7. Sun, J., Zhou, Q., Yang, S. Label-free photoacoustic imaging guided sclerotherapy for vascular malformations: a feasibility study. Optics Express. 26 (4), 4967-4978 (2018).
  8. Xu, D., Yang, S., Wang, Y., Gu, Y., Xing, D. Noninvasive and high-resolving photoacoustic dermoscopy of human skin. Biomedical Optics Express. 7 (6), 2095-2102 (2016).
  9. Zhang, W., et al. Miniaturized photoacoustic probe for in vivo imaging of subcutaneous microvessels within human skin. Quantitative Imaging in Medicine and Surgery. 9 (5), 807-814 (2019).
  10. Chen, Q., et al. Ultracompact high-resolution photoacoustic microscopy. Optics Letters. 43 (7), 1615-1618 (2018).
  11. Lan, B., et al. High-speed widefield photoacoustic microscopy of small-animal hemodynamics. Biomedical Optics Express. 9, 4689-4700 (2018).
  12. Ma, H., Yang, S., Cheng, Z., Xing, D. Photoacoustic confocal dermoscope with a waterless coupling and impedance matching opto-sono probe. Optics Letters. 42 (12), 2342-2345 (2017).
  13. Kang, H., Lee, S. W., Lee, E. S., Kim, S. H., Lee, T. G. Real-time GPU-accelerated processing and volumetric display for wide-field laser-scanning optical-resolution photoacoustic microscopy. Biomedical Optics Express. 6 (12), 4650-4660 (2015).

Tags

الهندسة الحيوية، الإصدار 161، Photoacoustic التصوير، صغير، والتصور الأوعية الدموية، المسح المزدوج، والتصوير واسعة المجال، والتصوير في الوقت الحقيقي
المزدوج النقطي المسح الضوئي photoacoustic صورة الحيوانات الصغيرة للتصور الأوعية الدموية
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Yang, F., Wang, Z., Yang, S. DualMore

Yang, F., Wang, Z., Yang, S. Dual Raster-Scanning Photoacoustic Small-Animal Imager for Vascular Visualization. J. Vis. Exp. (161), e61584, doi:10.3791/61584 (2020).

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