Name: Serebral Hemodinamiğin ve Işık Saçılımının Eşzamanlı Değerlendirilmesi In Vivo Sıçan Beyin (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-05-07T15:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 6 s
Description: Keşfedin multispektral yansıma görüntüleme ile sıçan beyninde serebral hemodinamiği ve ışık saçılımını in vivo değerlendirme yöntemini. Bu teknik, beyin fonksiyonlarındaki zamansal değişiklikleri izlemeye yardımcı olur.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Bu çalışmanın bir kısmı, Japon Bilimi Teşvik Derneği'nden (25350520, 22500401, 15K06105) ve ABD-ORDUSU ITC-PAC Araştırma ve Geliştirme Projesi'nden (FA5209-15-P-0175) Bilimsel Araştırma için Yardım Hibesi (C) tarafından desteklenmiştir.

Hayvan bakımı, hazırlanması, ve deneysel protokolleri Tarım ve Tokyo Teknoloji Üniversitesi Hayvan Araştırmaları Komitesi tarafından onaylanmıştır. Bu metodoloji, sıçan yiyecek ve su ad libitum ile, kontrollü bir ortamda (24 ° C, 12 saat ışık / karanlık döngüsü) içinde yer alır. Bir Konvansiyonel Çokspektrumlu yaygın reflektans Görüntüleme Sistemi 1. İnşaat <ol><li> Montaj merkezi dalga boyları ile dokuz dar optik girişim filtreleri 500, 520, 540, 560, 570, 580, 600, 730, ve motorlu filtre tekerleğin filtre deliklerine 760 nm. </li><li> geniş bant beyaz ışık kaynağı, dar girişim filtreleri yukarıdaki seti, bir ışık kılavuzu, bir toplama lensi, video yakınlaştırma lensi ve bir tek renkli CCD kamera ile motorlu bir filtre tekerleği kullanarak bir çok bantlı görüntüleme sistemini Construct. Şekil 2&#39;de gösterilen optik bileşenlerin düzeni, th için de ifade edilebilirInşaat prosedürüdür. NOT: Aydınlatma açısı, numune yüzeyine göre yaklaşık 45 ° &#39;dir. </li><li> Bir girişim filtresi, ışık kılavuzu ve toplama merceği yoluyla numunenin yüzeyini aydınlatmak için halojen lamba ışığı kaynağını açın. </li><li> CCD kameranın işletim yazılımını açın. </li></ol> 2. Hayvan Hazırlama NOT: Bu protokolde, sıçan gelecek deneyler için kullanılmamıştır ve multispektral görüntülerin ölçümünden hemen sonra feda edilmiştir. <ol><li> Bir indüksiyon odasının giriş portunu bir tüp ile anestezi makinesinin çıkış portuna bağlayın. İndüksiyon odasının çıkış portunu anestezi makinesinin giriş portuna ikinci bir boruyla bağlayın. </li><li> Sıçanı indüksiyon odasına yerleştirin ve% 5.0 izofluran ile anestezi indükleyin. Anesteziyi, sıçanın ayak parmaklarına cevap vermemesi için derinlikte tutun. LAnestezi makinesinde bir döner düğme kullanarak% 2.0 izofluran&#39;a cevap verin. </li><li> Sıçanın kafasını stereotaksik bir çerçeveye sabitleyin. Anestezik için bir ağızlığı stereotaksik çerçeveye takın. </li><li> Ağızlık parçasını bir tüp ile anestezi makinesinin çıkış portuna bağlayın. Ağızlık parçasını bir tüp ile anestezi makinesinin giriş portuna bağlayın. </li><li> Cilt yüzeyi görünene kadar baş bölgesini prospektif kesi alanının ötesine tıraş edin. </li><li> Başın orta hat boyunca yaklaşık 20 mm uzunluğunda bir kesi yapın ( Şekil 1 (a) ) ve subkutanöz bağ dokularını ( Şekil 1 (b) ) maruz bırakın. </li><li> Deri altı bağ dokularını keskin bir küret veya bir kıskaç kullanarak çıkarın ve kafatası kemiğini ortaya çıkarmak için başın iki yanına çekin ( Şekil 1 (c) ). </li><li> Kafatası dikişindeki kafatası kemiğinde elipsoidal bir hendeğe dikkat edin.bir yüksek devirli es (koronal dikiş, sagital dikiş ve lambdoidea&#39;nın) (Şekil 1 (d)). </li><li> Yavaş ve homojen yüksek devirli hendek içine kafatası kemiği kazıp. </li><li> Hafif bir serebral kan damarı ortaya çıktıktan sonra, kemik kalınlığı ve kuvveti tahmin etmek için kıskaç ucu ile inceltilmiş kafatası yüzeyi üzerinde basın. inceltilmiş kafatası bölgeye kolaylıkla bastırır durumunda, yüksek-hızlı, elektrikli bir kafatası kemik azalma sonlandırabilir. </li><li> parça parça kıskaç veya küçük cerrahi makas ucunu kullanarak inceltilmiş kafatası elips sınır hattını kesin. </li><li> pense yardımıyla yavaş ve nazikçe beyin yüzeyinden inceltilmiş kafatası çıkarın. </li><li> Yavaşça fizyolojik tuzlu su ile kranyal pencere banyo ve yaklaşık olarak 0.1 mm kalınlıkta saydam bir cam plaka ile örtün. </li></ol> 3. alınan oksijenin Kesir düzenlenmesi NOT: Solunum condition, alınan oksijenin kısmını (FiO 2) regüle ederek değiştirilebilir. <ol><li> bir tüp kullanılarak, bir Y-şeklindeki tüp bağlantısı (bağlayıcı 2) birinci bağlantı için bir Y-şeklindeki boru konektörü (bağlayıcı 1) birinci bağlantı noktasına bağlamak. </li><li> tüp bağlantısı 1 ikinci bağlantı noktasına ağızlığın giriş portu bağlayın. </li><li> bir tüp kullanılarak, bir oksijen konsantrasyonu izleme cihazına tüp bağlantısı 1 üçüncü bağlantı noktasına bağlamak. </li><li> bir tüp ile, anestezi makinesi çıkış portuna tüp konektör 2&#39;nin ikinci bağlantı noktasına bağlamak. </li><li> bir tüp kullanılarak, bir gaz karışımı cihazının çıkış portuna tüp konektör 2&#39;nin üçüncü bağlantı noktasına bağlamak. </li><li> % 5 bir tüp kullanarak CO2 gaz silindiri - yüksek-basınçlı bir% 95 O2 gaz karışımı, cihazın bir giriş portunu. </li><li> Bir tüp kullanarak% 5 CO2 gaz silindiri - yüksek-basınçlı bir% 95 N2 gaz karışımı, cihazın diğer giriş portunu. </li><li> o gaz akış oranlarını değiştirmeGaz karışımı cihazda döner düğme ile fO 2 ve N2. </li><li> Giriş ve oksijen konsantrasyonu, izleme cihazı kullanılarak FiO 2 düzenler. </li></ol> Çokspektrumlu yaygın reflektans Görüntüler 4. Toplama <ol><li> Referans görüntülere kazanılması NOT: ışık kaynağı, optik fiber gibi bu deneyde kullanılan optik bileşenleri ve dedektörler kendi spektral özellikleri vardır. Bu nedenle, bu bileşenler geçen ışığın yoğunluğu, bir referans resim olarak kaydedilmelidir. referans görüntü ışık kaynağından gelen ışık ile aydınlatılan standart beyaz difüzör ile çekilen bir görüntüdür. <ol><li> yatay sahnede standart beyaz difüzör koyun. </li><li> varil üzerinde yakınlaştırma halkasını çevirerek beyaz difüzör yüzeyinde kamera lensini odaklanın. </li><li> uygun değeri seçerek kamera entegrasyonu zaman ayarlayınaçılan entegrasyon Listesi kez kamera işletim yazılımında ışık büyük miktarda maksimum sayıları yaklaşık% 75 olan bir sinyal üretir, böylece. piksel değerleri histogram izlerken sinyal yoğunluk seviyesi maksimum sayısı yaklaşık% 75 kadar, entegrasyon zaman ayarlayın. </li><li> bir dosyaya bir görüntü kaydetmek için dosya menüsünden &quot;save&quot; komutunu seçin. </li><li> Filtre tekerleği çevirerek filtre konumunu değiştirin. </li><li> Yukarıda tarif edilen yönteme göre, diğer dalga boylarında bir görüntü kaydetme. Dosya adı örneği ve kullanılan dalga boyu (örneğin W500 W520, W540 ... W760) belirlemelidir. </li></ol></li><li> Örnek görüntüler kazanılması Not: Dokuz dalga boylarında maruz sıçan beyninin diffusely-yansıyan ışık yoğunluğu görüntüleri yakalanır ve aynı etme koşulları kullanılarak kişisel bilgisayarın sabit diskinde saklanır. <ol><li> Yavaşça r yerleştirmekKamera sıçan beyninde yüzeyinde odaklanmak böylece sahnede de yavaş yavaş sahne seviyesini ayarlayın. </li><li> bir dosyaya bir görüntü kaydetmek için dosya menüsünden &quot;save&quot; komutunu seçin. </li><li> Filtre tekerleği çevirerek filtre konumunu değiştirin. </li><li> Yukarıda tarif edilen yönteme göre, diğer dalga boylarında bir görüntü kaydetme. Dosya adı örneği ve dalga boyu (örneğin R500, R520, R540 ... R760) belirlemelidir. </li></ol></li><li> Karanlık görüntülerin Edinme NOT: CCD kamera, bir elektrik sinyaline yanıt olarak, bir ışık yoğunluğu üretir. Ancak, ışık detektörü ile girmezse bile dolayı elektrik devreleri ve dedektörler gürültü bazı küçük çıkış vardır; bu karanlık akım gürültüsü denir. doğru ışığın spektral yoğunluğunu ölçmek için, karanlık akım bileşeni karanlık görüntü olarak kaydedilmiş ve daha sonra ölçme sinyalinden çıkarılmalıdır. Karanlık görüntü bir görüntü almaktırn, ışık yolu ile bloke edilmiştir. <ol><li> halojen lamba ışık kaynağı kapatın. </li><li> Bir koruyucu plaka kullanılırsa CCD kamera sistemine ışık yolunu engelleme. </li><li> bir dosyaya bir görüntü kaydetmek için dosya menüsünden &quot;save&quot; komutunu seçin. Dosya adı örneği (örneğin, Koyu) belirlemelidir. </li></ol></li></ol> 5. Hemoglobin İçerik ve Işık Saçılma Parametre görselleştirme NOT: multispektral dağılarak yansıma görüntüleri kümesi kişisel bilgisayarın sabit diskine kaydedilir ve çevrimdışı analiz edilir. Dokuz dalga boyunda (500, 520, 540, 560, 570, 580, 600, 730 ve 760 nm) olarak çok bantlı dağınık yansıtıcılık bir görüntü Monte Carlo simülasyonu 19 yardımıyla bir çoklu regresyon analizi, daha sonra, iki boyutlu görselleştirmek için gerçekleştirilir oksijenli hemoglobin konsantrasyonu, oksijenden arındırılmış hemoglobin konsantrasyonu, toplam hemoglobin konsantrasyonu, bölgesel serebral oksijen doygunluğu ve kovanının haritagüç vuruşlarını. Ayrıntılı algoritma Literatüre 17, 18 olarak yayınlanmıştır. <ol><li> referans görüntü ve her dalga boyunda örnek resmi hem de karanlık görüntü çıkarılır. </li><li> Her dalga boyuna X referans görüntü ile örnek bir resim normalize. Dağılarak yansıma görüntü R gibi normalize görüntü davranın. </li><li> Her dalga boyuna X de dağınık yansıtıcılık görüntü R karşıtının logaritmalama absorbansı (ya da optik yoğunluğu) görüntü A hesaplayın: <img alt="Denklem 1" src="/files/ftp_upload/55399/55399eq1.jpg" /> (1) </li><li> Y düzlemi beyin yüzeyi için elde edilen yapısal bilgi gösterir ve z, -Axis spektral bilgileri gösterir - X dalga boyuna sırasına, absorbans görüntü istifleme ile bir üç-boyutlu matrisi oluşturmak. </li><li> peHer bir xy koordinat absorbans spektrumu A (λ) için çoklu regresyon analizi rform. </li><li> Adım 5.5 bağımsız değişkenler olarak bağımlı değişken ve HBO (λ) ε oksijenli hemoglobin molar tükenme katsayısı spektrumları ve deoksijene hemoglobin ε HBr (λ) olarak absorbans spektrumu A (λ) kullanarak (HBO ε değerleri yayınlanan (λ) ve ε HBr (λ)), Tablo 1 &#39;de verilmiştir. </li><li> Üç çoklu regresyon iki boyutlu haritalar (resimler) kontrol edin, bir HBO, bir HBR ve 0 katsayıları. </li><li> Amacıyla HBO, bir HBr ve bir 0, çoklu regresyon katsayısı görüntü istifleme ile bir üç-boyutlu matrisi oluşturmak burada <em&gt; &#39;x - y düzleminde beyin yüzeyinden z -Axis için elde edilen yapısal bilgileri gösterir çoklu regresyon katsayılarını gösteriyor. </li><li> Oksijenli hemoglobin konsantrasyonu Cı HbO, oksijenden arındırılmış hemoglobin konsantrasyonu Cı HBr ve her xy bir HBO, bir HBr ve 0 katsayıları o P&#39;nın değerleri (aşağıdaki ampirik formüller kullanılarak koordinat çoklu regresyon kümesinden saçılma güç b hesaplayın HbO i, β HBr, i ve β 0, i (i = 0,1,2,3), Tablo 2&#39;de verilmektedir): <img alt="Denklem 2" src="/files/ftp_upload/55399/55399eq2.jpg" /> (2) <img alt="Denklem 3" src="/files/ftp_upload/55399/55399eq3.jpg" /> (3) <img alt="Denklem 4" src="/files/ftp_upload/55399/55399eq4.jpg" /> (4) </li><li> Oksijenli hemoglobin konsantrasyonu Cı HbO, oksijenden arındırılmış hemoglobin konsantrasyonunun Cı HBr ve saçılma güç b iki boyutlu haritalar (görüntü) kontrol edin. </li><li> Her x, Cı-hbo ve C HBr toplanmasıyla toplam hemoglobin konsantrasyonu Cı HBT bir iki boyutlu ilk hesaplayın - y koordinatı. </li><li> Y koordinatı - her bir x, toplam hemoglobin konsantrasyonu Cı HBT oksijenlenmesi hemoglobin konsantrasyonu Cı HbO bölünmesi ile bölgesel serebral oksijen doygunluğu Rso 2 bir iki-boyutlu bir harita hesaplayın. </li></ol>

<ol><li>Bonhoeffer, T., Grinvald, A. Optical Imaging based on intrinsic signals: the methodology. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aBonhoeffer%2C+T+%22Brain+mapping%3B+the+methods%22">Brain mapping; the methods</a>. Toga, A. W., Mazziotta, J. C. , Academic Press. San Diego. 55-97 (1996).</li>
<li>Mourant, J. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mechanisms+of+light+scattering+from+biological+cells+relevant+to+noninvasive+optical-tissue+diagnostics%5BTitle%5D)+AND+%22Appl.+Opt%22%5BJournal%5D)">Mechanisms of light scattering from biological cells relevant to noninvasive optical-tissue diagnostics.</a> Appl. Opt. 37 (16), 3586-3593 (1998).</li>
<li>Abookasis, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Imaging+cortical+absorption%2C+scattering%2C+and+hemodynamic+response+during+ischemic+stroke+using+spatially+modulated+near-infrared+illumination%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Biomed.+Opt%22%5BJournal%5D)">Imaging cortical absorption, scattering, and hemodynamic response during ischemic stroke using spatially modulated near-infrared illumination.</a> J. Biomed. Opt. 14 (2), 024033(2009).</li>
<li>Lipton, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ischemic+cell+death+in+brain+neuron%5BTitle%5D)+AND+%22Physiol.+Rev%22%5BJournal%5D)">Ischemic cell death in brain neuron.</a> Physiol. Rev. 79 (4), 1432-1568 (1999).</li>
<li>Jarvis, C. R., Anderson, T. R., Andrew, R. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Anoxic+depolarization+mediates+acute+damage+independent+of+glutamate+in+neocortical+brain+slices%5BTitle%5D)+AND+%22Cereb.+Cortex%22%5BJournal%5D)">Anoxic depolarization mediates acute damage independent of glutamate in neocortical brain slices.</a> Cereb. Cortex. 11 (3), 249-259 (2001).</li>
<li>Joshi, I., Andrew, R. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Imaging+anoxic+depolarization+during+ischemia-like+conditions+in+the+mouse+hemi-brain+slice%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurophysiol%22%5BJournal%5D)">Imaging anoxic depolarization during ischemia-like conditions in the mouse hemi-brain slice.</a> J. Neurophysiol. 85 (1), 414-424 (2001).</li>
<li>Polischuk, T. M., Jarvis, C. R., Andrew, R. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Intrinsic+optical+signaling+denoting+neuronal+damage+in+response+to+acute+excitotoxic+insult+in+the+hippocampal+slice%5BTitle%5D)+AND+%22Neurobiol.+Dis%22%5BJournal%5D)">Intrinsic optical signaling denoting neuronal damage in response to acute excitotoxic insult in the hippocampal slice.</a> Neurobiol. Dis. 4 (6), 423-437 (1998).</li>
<li>Jarvis, C. R., Lilge, L., Vipond, G. J., Andrew, R. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Interpretation+of+intrinsic+optical+signals+and+calcein+fluorescence+during+acute+excitotoxic+insult+in+the+hippocampal+slice%5BTitle%5D)+AND+%22NeuroImage%22%5BJournal%5D)">Interpretation of intrinsic optical signals and calcein fluorescence during acute excitotoxic insult in the hippocampal slice.</a> NeuroImage. 10 (4), 357-372 (1999).</li>
<li>Obeidat, A. S., Jarvis, C. R., Andrew, R. D. <a target="_blank" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/10698080">Glutamate does not mediate acute neuronal damage after spreading depression induced by O2/glucose deprivation in the hippocampal slice.</a> J. Cereb. Blood Flow Metab. 20 (2), 412-422 (2000).</li>
<li>Dunn, A. K., Devor, A., Dale, A. M., Boas, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Spatial+extent+of+oxygen+metabolism+and+hemodynamic+changes+during+functional+activation+of+the+rat+somatosensory+cortex%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroimage%22%5BJournal%5D)">Spatial extent of oxygen metabolism and hemodynamic changes during functional activation of the rat somatosensory cortex.</a> Neuroimage. 27 (2), 279-290 (2005).</li>
<li>Jones, M., Berwick, J., Johnston, D., Mayhew, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Concurrent+optical+imaging+spectroscopy+and+laser-Doppler+flowmetry%3A+the+relationship+between+blood+flow%2C+oxygenation%2C+and+volume+in+rodent+barrel+cortex%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroimage%22%5BJournal%5D)">Concurrent optical imaging spectroscopy and laser-Doppler flowmetry: the relationship between blood flow, oxygenation, and volume in rodent barrel cortex.</a> Neuroimage. 13 (6), 1002-1015 (2001).</li>
<li>Jones, M., Berwick, J., Mayhew, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Changes+in+blood+flow%2C+oxygenation%2C+and+volume+following+extended+stimulation+of+rodent+barrel+cortex%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroimage%22%5BJournal%5D)">Changes in blood flow, oxygenation, and volume following extended stimulation of rodent barrel cortex.</a> Neuroimage. 15 (3), 474-487 (2002).</li>
<li>Zhou, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Diffuse+optical+correlation+tomography+of+cerebral+blood+flow+during+cortical+spreading+depression+in+rat+brain%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Express%22%5BJournal%5D)">Diffuse optical correlation tomography of cerebral blood flow during cortical spreading depression in rat brain.</a> Opt. Express. 14 (3), 1125-1144 (2006).</li>
<li>Bouchard, M. B., Chen, B. R., Burgess, S. A., Hillman, E. M. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ultra-fast+multispectral+optical+imaging+of+cortical+oxygenation%2C+blood+flow%2C+and+intracellular+calcium+dynamics%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Express%22%5BJournal%5D)">Ultra-fast multispectral optical imaging of cortical oxygenation, blood flow, and intracellular calcium dynamics.</a> Opt. Express. 17 (18), 15670-15678 (2009).</li>
<li>Jones, P. B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Simultaneous+multispectral+reflectance+imaging+and+laser+speckle+flowmetry+of+cerebral+blood+flow+and+oxygen+metabolism+in+focal+cerebral+ischemia%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Biomed.+Opt%22%5BJournal%5D)">Simultaneous multispectral reflectance imaging and laser speckle flowmetry of cerebral blood flow and oxygen metabolism in focal cerebral ischemia.</a> J. Biomed. Opt. 13 (4), 044007(2008).</li>
<li>Kawauchi, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Diffuse+light+reflectance+signals+as+potential+indicators+of+loss+of+viability+in+brain+tissue+due+to+hypoxia%3A+charge-coupled-device-based+imaging+and+fiber-based+measurement%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Biomed.+Opt%22%5BJournal%5D)">Diffuse light reflectance signals as potential indicators of loss of viability in brain tissue due to hypoxia: charge-coupled-device-based imaging and fiber-based measurement.</a> J. Biomed. Opt. 18 (1), 015003(2013).</li>
<li>Yoshida, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Multispectral+imaging+of+absorption+and+scattering+properties+of+in+vivo+exposed+rat+brain+using+a+digital+red-green-blue+camera%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Biomed.+Opt%22%5BJournal%5D)">Multispectral imaging of absorption and scattering properties of in vivo exposed rat brain using a digital red-green-blue camera.</a> J. Biomed. Opt. 20 (5), 051026(2015).</li>
<li>Nishidate, I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Evaluation+of+Cerebral+Hemodynamics+and+Tissue+Morphology+of+In+Vivo+Rat+Brain+Using+Spectral+Diffuse+Reflectance+Imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Appl.+Spectrosc%22%5BJournal%5D)">Evaluation of Cerebral Hemodynamics and Tissue Morphology of In Vivo Rat Brain Using Spectral Diffuse Reflectance Imaging.</a> Appl. Spectrosc. , (2016).</li>
<li>Wang, L. -H., Jacques, S. L., Zheng, L. -Q. <a target="_blank" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/7587160">MCML-Monte Carlo modeling of photon transport in multi-layered tissues.</a> Comput. Methods Programs Biomed. 47 (2), 131-146 (1995).</li>
<li>Tsytsarev, V., Premachandra, K., Takeshita, D., Bahar, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Imaging+cortical+electrical+stimulation+in+vivo%3A+Fast+intrinsic+optical+signal+versus+voltage-sensitive+dyes%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Lett%22%5BJournal%5D)">Imaging cortical electrical stimulation in vivo: Fast intrinsic optical signal versus voltage-sensitive dyes.</a> Opt. Lett. 33 (9), 1032-1034 (2008).</li>
<li>Arnold, T., Biasio, M. D., Leitner, R. <a target="_blank" href="https://www.osapublishing.org/abstract.cfm?uri=ECBO-2011-808711">Hyper-spectral video endoscope for intra-surgery tissue classification using auto-fluorescence and reflectance spectroscopy.</a> Proc. SPIE. 8087, 808711(2011).</li>
<li>Basiri, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Use+of+a+multi-spectral+camera+in+the+characterization+of+skin+wounds%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Express%22%5BJournal%5D)">Use of a multi-spectral camera in the characterization of skin wounds.</a> Opt. Express. 18 (4), 3244-3257 (2010).</li>
<li>Nishidate, I., Maeda, T., Niizeki, K., Aizu, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Estimation+of+melanin+and+hemoglobin+using+spectral+reflectance+images+reconstructed+from+a+digital+RGB+image+by+the+Wiener+estimation+method%5BTitle%5D)+AND+%22Sensors%22%5BJournal%5D)">Estimation of melanin and hemoglobin using spectral reflectance images reconstructed from a digital RGB image by the Wiener estimation method.</a> Sensors. 13 (6), 7902-7915 (2013).</li>
</ol>

Yazarların açıklayacak hiçbir şeyi yoktur.

Bu protokol olarak en kritik kademenin kafa pencere yapmak inceltilmiş kafatası bölgenin çıkarılmasıdır; Bu beklenmeyen bir kanama önlemek için dikkatli bir şekilde yapılmalıdır. Bu adım, yüksek doğrulukta yansıma görüntüleri dağınık multispektral yüksek kaliteli elde etmek için önemlidir. Stereomikroskopta kullanılması cerrahi prosedür mümkünse için tavsiye edilir. jelatin sünger Küçük parçalar hemostaz için yararlıdır. Bu makalede açıklanan optik sistemi ışık kaynağının önünde yer alan bir...

Multispektral dağınık yansıtıcılık görüntüleme korteks dokusu içinde içsel ışık sinyalleri (Moss) içindeki bir sinyallere elde etmek için en yaygın tekniktir. Morfolojik değişiklikler ile indüklenen ışık saçılım özellikleri de ışık emiliminin varyasyonlar nedeniyle kortikal hemodinamikler saçılma özellikleri, azaltılması ya da mitokondri içinde sitokrom okside bağlı olarak emme varyasyon ve varyasyonları: Moss, başlıca üç fenomen ilişkilendirilir, in vivo beyin gözlenen 1. yakın kızılötesi (NIR) spektral aralığa (VIS), görünür ışık etkili bir şekilde emilir ve biyolojik doku ile serpilir. In vivo beyin dağınık yansıtıcılık spektrumu emme ve dağıtma spektrumları ile karakterize edilir. Düşük saçılma katsayıları monoton bir saçılma spektrumu sergi VIS-to-NIR dalga boyu aralığı sonuç olarak beyin dokusu s &#39;^ ıDaha uzun dalga boylarında daha küçük büyüklükler. İndirgenmiş saçılma katsayısı spektrumu μs &#39;(λ) , μs &#39; (λ) = a × λ- b gibi güç yasası fonksiyonu 2 , 3 formunda olacak şekilde yaklaştırılabilir. Saçılma gücü b , canlı dokuda bulunan biyolojik saçılımcıların boyutu ile ilgilidir 2 , 3 . Dokunun morfolojik değişiklikleri ve canlı korteks dokusunun yaşayabilirliğinin azaltılması biyolojik saçılmaların 4 , 5 , 6 , 7 , 8 , 9 boyutlarını etkileyebilir. Çokboyutlu diffüz yansıtma görüntüleme için optik bir sistem, akkor lityumdan kolayca oluşturulabilirGHT kaynağı, basit optik bileşenler ve bir monokromatik yüklü bağlanmış cihaz (CCD). Bu nedenle, çeşitli algoritmalar ve multispektral dağınık yansıtıcılık görüntüleme için optik sistemler kortikal hemodinamikleri ve / veya doku morfolojisi 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18 değerlendirmek için kullanılmıştır. Bu makalede tarif edilen yöntem hemodinamiği ve bilinen bir çok bantlı dağınık yansıtıcılık görüntüleme sistemi kullanılarak in vivo olarak sıçan serebral dokusunun ışık saçılım özelliklerinin her ikisi de göstermek için kullanılır. Alternatif teknikler üzerinden bu yöntemin avantajları serebral hemodinamik ve kortikal doku hem de uzaysal değişiklikleri değerlendirmek için yeteneğidirmorfolojisi, yanı sıra çeşitli beyin fonksiyon bozukluğu hayvan modellerinde uygulaması. Bu nedenle, yöntem, travmatik beyin hasarı, epilepsi nöbet, inme ve iskemi araştırmalar için uygun olacaktır.

<table><tbody><tr><td>150 W halojen lambalı ışık kaynağı</td><td>Hayashi Watch Works Co., Ltd, Tokyo, Japonya</td><td>LA-150SAE</td><td></td></tr><tr><td>Işık kılavuzu</td><td>Hayashi Watch Works Co., Ltd, Tokyo, Japonya</td><td>LGC1-5L1000</td><td></td></tr><tr><td>Toplama lensi</td><td>Hayashi Watch Works Co., Ltd, Tokyo, Japonya</td><td>SH-F16</td><td></td></tr><tr><td>500 nm l@</td><td>parazit filtreleri Edmund Optics Japan Ltd, Tokyo, Japonya</td><td>#65088</td><td></td></tr><tr><td>Girişim filtreleri l@ 520 nm</td><td>Edmund Optics Japan Ltd, Tokyo, Japonya</td><td>#65093</td><td></td></tr><tr><td>Girişim filtreleri l@ 540 nm</td><td>Edmund Optics Japan Ltd, Tokyo, Japonya</td><td>#65096</td><td></td></tr><tr><td>Girişim filtreleri l@ 560 nm</td><td>Edmund Optics Japan Ltd, Tokyo, Japonya</td><td>#67766</td><td></td></tr><tr><td>Parazit filtreleri l@ 570 nm</td><td>Edmund Optics Japan Ltd, Tokyo, Japonya</td><td>#67767</td><td></td></tr><tr><td>Girişim filtreleri l@ 580 nm</td><td>Edmund Optics Japan Ltd, Tokyo, Japonya</td><td>#65646</td><td></td></tr><tr><td>Girişim filtreleri l@ 600 nm</td><td>Edmund Optics Japan Ltd, Tokyo, Japonya</td><td>#65102</td><td></td></tr><tr><td>Girişim filtreleri l@ 730 nm</td><td>Edmund Optics Japan Ltd, Tokyo, Japonya</td><td>#65115</td><td></td></tr><tr><td>Girişim filtreleri l@ 760 nm</td><td>Edmund Optics Japan Ltd, Tokyo, Japonya</td><td>#67777</td><td></td></tr><tr><td>Motorlu filtre tekerleği ve nbsp;</td><td>Andover Corporation, NH, ABD</td><td>FW-MOT-12.5</td><td></td></tr><tr><td>8 bit monokromatik CCD kamera</td><td>THE IMAGINGSOURCE, Almanya</td><td>DMK21BU618. H</td><td></td></tr><tr><td>Video yakınlaştırma lensi</td><td>Edmund Optics Japan Ltd, Tokyo, Japonya</td><td>VZMTM300i</td><td></td></tr><tr><td>%99 dağınık yansımalı Spectralon beyaz standardı</td><td>Labsphere Incorporated, North Sutton, NH, ABD</td><td>SRS-99-020</td><td></td></tr></tbody></table>

serebral hemodinamiğin ve işık saçılımının eşzamanlı değerlendirilmesi<em&gt; in vivo</emÇokspektrumlu yaygın reflektans ımaging&#39;i kullanarak&gt; sıçan beyin

Simultaneous Evaluation of Cerebral Hemodynamics and Light Scattering Properties of the In Vivo Rat Brain Using Multispectral Diffuse Reflectance Imaging

Serebral hemodinamiğin ve in vivo sıçan beyin dokusunun ışık saçılma özelliklerinin eşzamanlı değerlendirmesi, geleneksel bir multispektral yaygın yansıma görüntüleme sistemi kullanılarak gösterilmiştir. Bu sistem, geniş bantlı bir beyaz ışık kaynağı, bir dizi dar bant girişim filtresine sahip motorlu bir filtre çarkı, bir ışık kılavuzu, bir toplama merceği, bir video yakınlaştırma merceği ve bir tek renkli şarjlı bağlantılı cihaz (CCD) kamerasından yapılmıştır. Kortikal yüzeyin in vivo multispektral yaygın yansıma görüntülerini yakalamak için izofluran anestezisi altında bir sıçanın kafatası kemiğinde elipsoidal bir kraniyal pencere yapılır. Bir gaz karışım cihazı kullanılarak solunan oksijen fraksiyonunun düzenlenmesi, normoksi, hiperoksi ve anoksi gibi farklı solunum durumlarının indüksiyonunu sağlar. Dokuz dalga boyunda (500, 520, 540, 560, 570, 580, 600, 730 ve 760 nm) ölçülen multispektral dağınık yansıma görüntüleri için Monte Carlo simülasyonu tabanlı bir çoklu regresyon analizi daha sonra hemodinamiğin iki boyutlu haritalarını ve in vivo sıçan beyninin ışık saçılma özelliklerini görselleştirmek için gerçekleştirilir.

In vivo sıçan beyinlerinden alınan diffüz reflektans temsili spektral görüntüleri 500, 520, 540, 560, 570, şekil 3 ve görüntüler gösterilir ve 580 net bir şekilde serebral korteks kan damarlarının yoğun bir ağ görselleştirmek nm. kan damarlarının ve 600, 730 de resimlerde görülen çevreleyen doku ve 760 nm arasında kontrast bozulması daha uzun ve NIR dalga boyları hemoglobin tarafından ışığın daha düşük emilmesini yansıtır. <p class="jove_content" fo:keep-tog...

Serebral hemodinamik ve in vivo sıçan beyin dokusunun ışık saçılım özelliklerinin aynı anda değerlendirilmesi, geleneksel bir çok bantlı dağınık yansıtıcılık görüntüleme sistemi kullanılarak araştınlır.

Serebral Hemodinamiğin ve Işık Saçılımının Eşzamanlı Değerlendirilmesi<em&gt; In Vivo</emÇokspektrumlu yaygın reflektans ımaging&#39;i kullanarak&gt; Sıçan Beyin

The simultaneous evaluation of cerebral hemodynamics and the light scattering properties of in vivo rat brain tissue is demonstrated using a conventional ...

Bu prosedürün genel amacı, in vivo beyin dokusunun hemodinamiklerini ve ışık saçılma özelliğini görselleştirmektir. Bu yöntem, sıçan beyin dokularındaki intrinsek optik sinyallerin görüntülenmesi yoluyla biyomedikal optik alanındaki temel soruların yanıtlanmasına yardımcı olabilir. Bu tekniğin temel avantajı, serebral hemodinamikteki özel zamansal değişikliklerin ve kortikal doku morfolojisinin değerlendirilebilmesidir.Bu tekniğin etkileri, çeşitli beyin bozukluğu modelleri için beyin fonksiyonlarının ve canlılığının izlenmesine kadar uzanmaktadır; çünkü bu hayvan modelleriyle yapılan deneyler genellikle kraniyal pencere aracılığıyla gerçekleştirilmektedir. Dolayısıyla bu yöntem, intrinsik optik sinyaller hakkında bilgi sağlayabilir. Ayrıca diğer spektral görüntüleme tekniklerine de uygulanabilir.Sıçan başını stereotaksik çerçeveye sabitleyerek başlayın. Anestezi uyguladıktan sonra, cilt yüzeyi görünene kadar saç kesme makinesi kullanarak baş bölgesini, planlanan insizyon alanının ötesine kadar tıraş edin. Ardından, cerrahi bir bisturi kullanarak başın orta hattı boyunca yaklaşık 20 milimetre uzunluğunda boylamsal bir insizyon yapın.Ardından deri altı bağ dokularını açığa çıkarın. Deri altı bağ dokularını keskin bir küret kullanarak temizleyin ve kafatası kemiğini açığa çıkarmak için dokuyu başın her iki yanına doğru çekin. Daha sonra, kranial sütürlerin içindeki kafatası kemiği üzerinde ellipsoidal bir çukur açmak için yüksek hızlı bir matkap kullanın.Ardından, kanal içindeki kafatası kemiğini yavaşça ve homojen bir şekilde kazıyın. Daha sonra, bir beyin kan damarı göründükten sonra, kemik kalınlığını ve dayanıklılığını tahmin etmek için penset ucuyla inceltilmiş kafatasının yüzeyine hafifçe bastırın. Son olarak, inceltilmiş kafatasının eliptik kenar hattını penset ucuyla parça parça kesin.Ardından, inceltilmiş kafatası kısmını beyin yüzeyinden yavaşça kaldırın. Son olarak, kraniyal pencereyi fizyolojik serumla nazikçe yıkayın ve yaklaşık 0,1 milimetre kalınlığında şeffaf bir cam plaka ile kapatın. İlk olarak, bir tüp kullanarak konnektör bir olarak adlandırılan Y şeklindeki bir tüpün birinci portunu, konnektör iki olarak adlandırılan başka bir Y şeklindeki tüpün birinci portuna bağlayın.Ardından, ağızlığın giriş portunu birinci tüp konnektörünün ikinci portuna bağlayın. Daha sonra, birinci tüp konnektörünün üçüncü portunu bir oksijen konsantrasyon monitörü cihazına bağlamak için bir tüp kullanın. Benzer şekilde, ikinci tüp konnektörünün ikinci portunu bir anestezi cihazının çıkış portuna bağlamak için bir tüp ve ikinci tüp konnektörünün üçüncü portunu bir gaz karışım cihazının çıkış portuna bağlamak için başka bir tüp kullanın.Ardından, gaz karışım cihazının bir giriş portunu bir tüp yardımıyla yüksek basınçlı %95 o2 %5 co2 gaz silindirine bağlayın. Benzer şekilde, gaz karışım cihazının diğer giriş portunu bir tüp kullanarak yüksek basınçlı %95 n2 %5 co2 gaz silindirine bağlayın. Daha sonra, o2 ve n2 gaz akış hızlarını değiştirmek için gaz karışım cihazı üzerindeki döner düğmeleri kullanın.Son olarak, oksijen konsantrasyon monitörü cihazını kullanarak inspire edilen oksijen fraksiyonunu veya fio2'yi kontrol edin ve düzenleyin. Sıçanı nazikçe sahneye yerleştirerek başlayın ve kameranın sıçan beyninin yüzeyine odaklanabilmesi için sahne seviyesini yavaşça ayarlayın. Görüntüleme yazılımı içerisinde, bir görüntüyü dosyaya kaydetmek için dosya menüsünden kaydet komutunu seçin ve dosyayı numuneye ve dalga boyuna göre adlandırın.Ardından, filtre tekerleğini döndürerek filtre konumunu değiştirin. Görüntüleme işlemini dokuz dalga boyunun her biri için tekrarlayın. Son olarak halojen lamba ışık kaynağını kapatın.Bir koruma plakası kullanarak monokromatik şarj coupled cihaz (CCD) kamera sisteminin ışık yolunu kapatın. Son olarak, dosya menüsünden kaydet komutunu seçin ve örneği tanımlayan bir dosya adı belirleyin. In vivo maruz bırakılmış sıçan beyni için hemoglobin konsantrasyonu, oksijenasyon durumu ve saçılma gücünün tahmini görüntüleri burada gösterilmiştir.Arteriyollerdeki oksijenlenmiş hemoglobin konsantrasyonu ve bölgesel oksijen satürasyonu, venüllerdekilerden daha yüksektir. Burada, ışık saçılma gücü B için fio2 değişimleri sırasında açığa çıkarılmış bir sıçan beynine ait görüntüler gösterilmektedir. B değeri, anoksiyanın başlangıcından solunum durmasına kadar olan dönemde hafifçe artmış, buna karşılık anoksiyanın başlangıcından sonraki beşinci ile otuzuncu dakikalar arasındaki dönemde ise sürekli olarak azalmıştır.Bu teknik uzmanlaşıldığında, düzgün bir şekilde uygulandığı takdirde üç saat içinde tamamlanabilir. Spektral görüntüler ölçülürken, optik bileşenlerin düzenlemesinin korunduğunun hatırlanması önemlidir. Bu prosedürün ardından, optik intrinsik sinyaller sonrası ek soruları yanıtlamak amacıyla hızlı multispektral görüntüleme gibi diğer yöntemler uygulanabilir.Bu videoyu izledikten sonra, in vivo olarak açığa çıkarılmış sıçan beyinlerinin hemodinamiğini ve ışık saçılım özelliklerini nasıl görselleştireceğiniz konusunda iyi bir anlayışa sahip olmalısınız. İzofluran ile çalışmanın tehlikeli olabileceğini ve anestezi gaz hızlarının bir anestezi gaz tahliye sistemi ile kontrol edilmesi gerektiğini unutmayın.

simultaneous-evaluation-cerebral-hemodynamics-light-scattering

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Sinirbilim

Bu video kan akışını izlemek için kolayca kullanılabilir Kontrast Görüntüleme (LSCI) sistemi speckle Lazer nasıl oluşturulacağını göstermektedir.

Lazer nasıl oluşturun Kan Akış Monitör Kontrast Görüntüleme (LSCI) Sistem speckle

Nanoparçacıkların hücre biodistribution değerlendirmek için kullanılan bio-görüntüleme yöntemleri, nanoformulated bileşikler tedavi ve teşhis izleme için geçerlidir. Burada açıklanan yöntemler, histolojik coregistration tarafından değerlendirilir, hassas ve özeldir. Metodolojileri kemirgen insan uygulamaları bir translasyonel yol sağlar.

Teşhis ve Tedavi İzleme Nanomalzemelerin Kayıtlı bio

Biz oksijen metabolizmasının bir dizin tahmin etmek serebral kan akımı indeksi diffüz korelasyon spektroskopisi önlemler ile serebral hemoglobin oksijenasyon frekans etki yakın kızılötesi spektroskopi önlemler birleştirdi. Biz yenidoğan beyin sağlığı ve gelişimi değerlendirmek için bir başucu tarama aracı olarak bu önlemin programı test.

Bebeklerde Serebral Metabolizma ve Hemodinamiğin Noninvaziv Optik Ölçüm

Bu videoda, hafif travmatik beyin hasarı olan bir fare modelinde serebral kan akışını ölçmek için yaygın korelasyon spektroskopisi tekniğini gösteriyoruz.

Bir fare modelinde serebral kan akışını değerlendirmek için yaygın korelasyon spektroskopisi

Kaynak: Nishidate, I.,  et al. In Vivo Sıçan Beyninin Serebral Hemodinamik ve Işık Saçılma Özelliklerinin Multispektral Diffüz Yansıma Görüntüleme Kullanılarak Eş Zamanlı Değerlendirilmesi. J. Vis. Uzm. (2017)Bu video, anestezi uygulanmış bir sıçanda serebral kan akışını, oksijen seviyelerini ve doku yapısı değişikliklerini analiz etmek için multispektral yaygın yansıma görüntülemenin kullanımını gösterir ve değişen koşullar altında beyin hemodinamiği ve morfolojisi hakkında bilgi sağlar.

Sıçan Serebral Kan Akımı ve Doku Yapısının Multispektral Diffüz Yansıma Görüntülemesi

Kaynak: Menezes Forti, R. et al. Diffüz Optik Spektroskopiler ile Nörokritik Hastaların Gerçek Zamanlı İzlenmesi. J. Vis. Uzm. (2020)Bu video, insanlarda serebral kan akışını ölçmek için Diffüz Korelasyon Spektroskopisinin (DCS) kullanımını göstermektedir. Sistemi hazırlamak, probu kalibre etmek, katılımcının alnına yerleştirmek, dağınık ışık verilerini elde etmek ve beyindeki kan akışı dinamiklerini yorumlamak için yoğunluk dalgalanmalarını analiz etmek için adımları ana hatlarıyla belirtir.

Bir İnsan Denekte Serebral Kan Akışını Ölçmek için Yaygın Korelasyon Spektroskopisi

Burada sunulan yöntem, eşzamanlı pozitron emisyon tomografisi ve manyetik rezonans görüntüleme kullanır. Serebral hipoksi-iskemi modelinde, difüzyon ve glukoz metabolizması dinamik değişimler sırasında ve yaralanma sonrası ortaya çıkar. Anlamlı multi-modal görüntüleme verileri elde edilecek iseniz bu modelde gelişen ve 'tekrarı hasar eşzamanlı edinimi gerektirir.

Fare Serebral Hipoksi-iskemi sırasında Eşzamanlı PET / MR Görüntüleme

Bu protokol, özel yapım diffüz korelasyon spektroskopi aleti kullanarak insan prefrontal korteksinde istirahat durumu fonksiyonel bağlantısının nasıl ölçültilebildiğini göstermektedir. Raporda ayrıca deneyin pratik yönleri ve verileri analiz etmek için ayrıntılı adımlar tartışılmaktadır.

Optik Diffüz Korelasyon Spektroskopisi ile İnsan Beyninin Serebral Kan Akışı Nadayalı Dinlenme Durumu Fonksiyonel Bağlantısı

Bu protokol, hafif travmatik beyin hasarına nöroinflamatuar ve hemodinamik yanıtı karakterize etmek ve bu verileri kısmi en küçük kareler regresyonunu kullanarak çok değişkenli bir sistem analizinin bir parçası olarak entegre etmek için yöntemler sunmaktadır.

Travmatik Beyin Hasarına Nöroinflamatuar ve Hemodinamik Yanıtın Sistem Analizi

Burada, nörokritik hastaların serebral hemodinamiğini gerçek zamanlı olarak ve yatak başında diffüz optik kullanılarak invaziv olmayan bir şekilde izlemek için bir protokol sunulmuştur. Spesifik olarak, önerilen protokol, serebral oksijenasyon, serebral kan akışı ve serebral metabolizma hakkında gerçek zamanlı bilgileri tespit etmek ve görüntülemek için hibrit bir yaygın optik sistemler kullanır.

Diffüz Optik Spektroskopilerle Nörokritik Hastaların Gerçek Zamanlı İzlenmesi

Uyarılmış Raman saçılması (SRS) mikroskobu güçlü, tahribatsız ve etiketsiz bir görüntüleme tekniğidir. Ortaya çıkan bir uygulama, protein ve lipit Raman geçişlerinde iki renkli SRS görüntülemenin psödo-hematoksilin ve eozin görüntüleri üretmek için kullanıldığı uyarılmış Raman histolojisidir. Burada, doku teşhisi için gerçek zamanlı, iki renkli SRS görüntüleme için bir protokol gösteriyoruz.

Doku Teşhisi için Fare Beyninin Gerçek Zamanlı, İki Renkli Uyarılmış Raman Saçılma Görüntülemesi

Keşfedin multispektral yansıma görüntüleme ile sıçan beyninde serebral hemodinamiği ve ışık saçılımını in vivo değerlendirme yöntemini. Bu teknik, beyin fonksiyonlarındaki zamansal değişiklikleri izlemeye yardımcı olur.

Serebral Hemodinamiğin ve Işık Saçılımının Eşzamanlı Değerlendirilmesi

Daha fazla video keşfet