Için değiştirilebilir Akustik ve Optik Çözünürlük Fotoakustik Mikroskopi Küçük Hayvan Kan Vaskülatür Görüntüleme

Bu prosedürün genel amacı, in vivo küçük hayvan kan damar sistemi görüntüleme için değiştirilebilir bir akustik ve optik çözünürlüklü fotoakustik mikroskopi sistemini göstermektir. Fotoakustik mikroskopi, optik ve ultrasonu birleştiren, yüksek çözünürlükle optik yolun ötesinde görüntüleme derinliği sağlayan, hızla büyüyen bir in vivo görüntüleme yöntemidir. Mevcut bu çalışma, sığ derinlikte daha yüksek çözünürlüklü görüntülemenin yanı sıra aynı numunenin in vivo olarak daha düşük çözünürlüklü derin doku görüntülemesini yapabilen, değiştirilebilir akustik, optik çözünürlüklü foto akustik mikroskobik sistemdir.

Prosedürü göstermek, laboratuvarımdan bir araştırma görevlisi olan Dr.Mohesh Moothanchery ve laboratuvarımdan bir doktora öğrencisi olan Arunima Sharma olacak. İlk olarak, diyot pompalı, katı hal Nd: YAG lazerden ve 559 ila 576 nanometre aralığına sahip ditable bir lazerden nanosaniye, ayarlanabilir bir lazer sistemi oluşturun. Ditunable lazeri 570 nan'a ayarlayın.

Optik bir masaya, tankın tabanına yedi santimetre polietilen görüntüleme penceresine sahip bir akrilik tank monte edin. Bir görüntüleme aşamasını görüntüleme penceresinin altındaki optik bir direğe sabitleyin. Tankın üzerine, bilgisayar kontrollü üç eksenli motorlu çeviri aşamasına sabitlenmiş bir anahtarlama plakasına AR-OR-PAM görüntüleme sistemini içeren bir optik kafes monte edin.

Sistemi AR-PAM için yapılandırmak için, ışını değişken nötr yoğunluklu bir filtreden 25 NA fiber kuplörlü çok modlu bir fiber kabloya yönlendirmek için motorlu sürekli bir dönme aşamasına monte edilmiş bir sağ melek prizması kullanın. Fiber çıkışını görüntüleme sistemindeki bir XY çeviri aşamasına bağlayın. Işını, çıkıştan 25 milimetre uzakta bir plano dışbükey mercekten ve ardından halka şeklinde bir ışın oluşturmak için konik bir mercekten geçirin.

Halka şeklindeki ışını, dönüştürücü çıkışına monte edilmiş bir akustik lens ile 50 megahertz ultrasonik dönüştürücünün etrafındaki bir optik kondansatör üzerine odaklayın. Ardından, sistemi OR-PAM için yapılandırmak için, lazer ışınını bir iris, değişken nötr yoğunluklu bir filtre, bir kondansatör merceği ve kondansatör merceğinden 75 milimetre uzakta ayarlanmış bir iğne deliği aracılığıyla yönlendirmek için ilk dik açılı prizmayı 90 derece döndürün. Işını görüntüleme sistemindeki Z öteleme aşamasına göndermek için 1 NA tek modlu fiber bağlayıcı ve tek modlu fiber kullanın.

Işını, fiber çıkışından 50 milimetre uzağa monte edilmiş akromatik bir çift lensten geçirin. Işını kinematik, kontrol edilebilir, eliptik bir ayna ile bir lens tüpündeki ikinci bir akromatik çift lense yönlendirin. Işını, OR-PAM tarama kafasını oluşturan bir akustik lens ve 50 megahertz ultrasonik dönüştürücü taşıyan, eşkenar dörtgen bir prizmadan bir silikon yağı tabakası ile ayrılmış dik açılı bir prizmaya odaklayın.

Sistem hizalamasına başlamadan önce akrilik tankları gazı alınmış su ile doldurun. Ardından, tarama düzeneğini tank üzerinde hareket ettirmek için üç eksenli motorlu aşamayı kullanın. Her iki sistemin akustik lensleri suya batana kadar düzeneği indirin.

Lazeri açın. Ultrason dönüştürücülerini iki adet 25 desibel, sabit kazançlı amplifikatöre bağlayın. AR-PAM tarama kafasını görüntüleme penceresinin üzerine yerleştirin.

Görüntüleme tablasına siyah elektrik bandıyla sarılmış bir cam slayt yerleştirin ve lamı görüntüleme penceresiyle temas ettirmek için tablayı kaldırın. Slayttan üretilen fotoakustik sinyal genliği maksimuma ulaşana kadar konik merceği ayarlayın, bu da optik ve akustik merceklerin konfokal olduğunu gösterir. Ardından manuel olarak OR-PAM sistemine geçin.

Akromatik çift merceği, bant kaplı slayttan gelen fotoakustik sinyal genliğini en üst düzeye çıkararak gösterildiği gibi, optik ve akustik lensler konfokal olana kadar ayarlayın. Her sistemin yanal çözünürlüğünü belirlemek için, önce 1 mililitre 100 nanometre altın nanopartikül seyreltik çözeltisini bir kapak kızağı üzerine suya yerleştirin. Slaytı görüntüleme sahnesine yerleştirin.

ve nanopartikül çözeltisi görüntüleme penceresine temas edene kadar sahneyi yükseltin. Lazeri ve tarama kafasını AR-PAM sistemine geçirin. Cihaz yazılımını bir AR-PAM taraması için yapılandırın ve tek bir tarama taraması gerçekleştirin.

OR-PAM sistemi için bu işlemi tekrarlayın. Ardından slaytı çıkarın ve görüntüleme penceresini alkollü bir bezle temizleyin. Elde edilen görüntülerden belirlenen nokta yayılma fonksiyonlarını bir Gauss eğrisine sığdırın.

Maksimumun yarısındaki tam genişlik, ilgili tarama sistemi için yanal çözünürlüktür. Daha sonra, dokudaki maksimum görüntüleme derinliğini belirlemek için, önce siyah bantla sarılmış keskin bir metal plakayı sığ bir açıyla tavuk dokusunun küçük bir bölümüne yerleştirin. Mendili, tarayıcı kafasının altındaki su haznesine yerleştirin.

Her sistem için tek bir B-tarama görüntüsü elde edin. Siyah bandın artık net bir şekilde fark edilemediği doku yüzeyinin altındaki derinliği ölçün. Görüntülemeden önce, polietilen görüntüleme penceresinin ve hayvan görüntüleme aşamasının her ikisinin de temiz olduğundan emin olun.

Daha sonra, fareyi uyuşturduktan sonra görüntüleme prosedürü için 25 gramlık, dört haftalık bir dişi fare edinin. Tüy dökücü krem ile kulak yüzeyindeki tüyleri alın. Kuruluğu önlemek ve dağınık lazer ışınlarını engellemek için farenin gözlerine steril oküler merhem sürün.

Fareyi, kulağı bana konumlandırmak için plaka görüntülenecek şekilde bir görüntüleme sahnesine yerleştirin. Farenin fizyolojik durumunu, farenin kuyruğuna veya bacağına kenetlenmiş bir nabız oksimetresi ile izleyin. Görüntülenecek kulağa ultrason jeli sürün.

Kulağı polietilen görüntüleme penceresiyle nazikçe temas ettirmek için görüntüleme aşamasını yavaşça kaldırın. Farenin kulağının AR-PAM ve OR-PAM raster taramalarını elde edin ve farenin fizyolojik durumunu baştan sona izleyin. Görüntülemeden sonra farenin tamamen iyileşmesine izin verin.

Buradaki bir farenin kan damar sistemi, değiştirilebilir bir AR-OR-PAM sistemi ile in vivo olarak görüntülendi. AR-PAM görüntüsünde 45 mikrometreden daha kalın kan damarları açıkça görülüyordu. Yaklaşık beş mikrometre genişliğindeki tek kılcal damarlar OR-PAM görüntüleme ile çözüldü.

Kombine AR-OR-PAM sistemi yaklaşık dört mikronluk bir yanal çözünürlüğe sahiptir. Ve noktada, OR-PAM için dört mm görüntüleme ve AR-PAM için yaklaşık 45 mikrometre yanal çözünürlük ve 7,8 mm görüntüleme. Değiştirilebilir birleşik AR-OR-PAM sistemi, numuneyi farklı görüntüleme sistemleri arasında hareket ettirmeden görüntülemeye olanak tanır.

Geliştirilen sistem klinik öncesi görüntüleme için kullanılabilecektir. Başlıca klinik öncesi uygulamalar arasında androgenez, tümör mikro ortamları, mikrosirkülasyonlar, ilaç yanıtı, beyin fonksiyonu, biyo-belirteçler ve gen aktivitelerinin görüntülenmesi yer alır.