Name: Sıçan kortikal damarında boya yıkama ve yıkayın-Out Izleme için pulsed lazer diyot tabanlı masaüstü Fotoakustik tomografi (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2019-05-30T15:00:00.000+00:00
Duration: 6 min 46 s
Description: Keşfedin, sıçan kortikal damarlarında yüksek hızlı dinamik görüntüleme için pulsed lazer diyot tabanlı fotoakustik tomografi yöntemini. Bu maliyet etkin sistem, optik ve ultrason görüntülemeyi birleştirerek canlı beyin çalışmalarını kolaylaştırır.

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

Araştırma, Singapur Sağlık Bakanlığı Ulusal Tıp Araştırma Konseyi (NMRC/OFIRG/0005/2016: M4062012) tarafından desteklenmektedir. Yazarlar, Bay Chow Wai Hoong Bobby 'e makine dükkanı desteği için teşekkür etmek ister.

Tüm hayvan deneyleri, Nanyang teknolojik Üniversitesi, Singapur (hayvan Protokolü numarası ARF-SBS/NIE-A0331) Kurumsal hayvan bakımı ve kullanım Komitesi tarafından onaylanan yönergeler ve yönetmeliklere göre yapılmıştır.
1. Sistem açıklaması
<ol><li>PLD lazerini dairesel tarayıcıya monte edin ve Şekil 1a'da gösterildiği gibi çıkış ışını homojen hale getirmek için PLD çıkış penceresinin önüne optik difüzör (OD) takın. PLD 'yi lazer sürücü birimine (LDU) bağlayın. Not: PLD ~ 816 nm dalga boyu Bakliyat, süresi ~ 107 NS darbeleri ve ~ 3,4 mJ maksimum darbe enerjisi ile 2 KHz tekrarlama oranı kadar üretir. LDU soğutucu oluşur, 12 V güç kaynağı, lazer gücünü kontrol etmek için değişken yüksek voltaj güç kaynağı, ve fonksiyon jeneratör darbe tekrarlama hızını değiştirmek için.</li>
	<li>Her bir SUTR tutucusu üzerinde sekiz SUTRs, her bir akustik reflektör yüzeyinin, Şekil 1B'de gösterildiği gibi tarama alanının merkezine doğru karşı karşıya olduğu şekilde tek tek monte edin. Her SUTR kablosunu, Bağlantı kablolarının yardımıyla düşük gürültülü sinyal amplifikatörüne bağlayın. Not: ultrason dönüştürücün merkezi frekansı 5 MHz 'dir ve 13 mm çapında aktif alana sahiptir. Her kanal için her 24 dB kazanımı iki amplifikatörde seride bağlanır.</li>
	<li>Soğutucu güç kaynağını açın, sonra 20 °C ile 25 °C arasındaki sıcaklığı ayarlamak için soğutucu anahtarını açın.</li>
	<li>Düşük voltaj güç kaynağının kaynağını açın ve 0,3 A 'da geçerli sınırı ayarlamak için geçerli kontrolü yavaşça açın. voltajı 12 V olarak ayarlayın. geçerli 0,1 A. aşmadığından emin olun.</li>
	<li>Yüksek voltaj güç kaynağının kaynağını açın. "PRESET" düğmesine basın ve geçerli 1 A ve voltaj 0 V olarak ayarlayın. "çıkış" düğmesini etkinleştirin: 0 V/0 A.</li>
	<li>Fonksiyon jeneratörü güç kaynağını açın. "Geri çağırma" düğmesine basın ve bu tekrarlama hızında lazer darbeleri oluşturmak için 2 KHz yapılandırma seçin.</li>
	<li>Şekil 1a 'da gösterildiği gibi tarayıcı içine akrilik tankı yerleştirin ve SUTRs algılama yüzeyi tamamen suya batırılmış gibi su ile tankı doldurun.</li>
	<li>Tüm SUTRs algılama yüzeylerinin su ortamının içinde olduğundan emin olun. Düşük gürültü sinyali amplifikatörünün güç kaynağını açın.</li>
</ol>2. sıçan beyin görüntüleme için hayvan hazırlama
Not: sağlıklı dişi fareler (bkz. malzeme tablosu) yukarıda açıklanan masaüstü PLD-Pat sistem görüntüleme için küçük hayvan kortikal damar sistemi göstermek için kullanıldı.
<ol><li>Kafa ve vücut hareketini tutuklayarak hayvanı arkasına tutun. 2 ml ketamin (100 mg/mL), 2 ml xylazine (20 mg/mL) ve 1 mL tuzlu (doz 0,2 mL/100 g) karışımı intraperitoneal enjeksiyon ile hayvanı anestezize. Not: enjeksiyon sonra, hayvanın ayak bacak veya vücut hareketleri, seslendirme gibi herhangi bir pozitif refleksleri test etmek için sıkılır veya solunum artar işaretlenmiş. Böyle bir refleks eylemlerinin olmaması, hayvanın başarılı anestezizasyonunu doğrular.</li>
	<li>Anestezi ve lazer aydınlatma nedeniyle kuruluğu önlemek için, çok dikkatle sıçan gözleri suni gözyaşı merhem uygulayın. Çalışma tezgah üzerinde meyilli konumda hayvan yerleştirin ve bir saç düzeltici kullanarak hayvanın kafa derisi üzerinde kürk kaldırmak ve yavaşça tıraş alanına epilasyon krem uygulamak ve tamamen kürk kaldırmak.<ol>
<li>4 – 5 dakika sonra, uygulanan kremi bir pamuklu çubuk kullanarak çıkarın.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Bir laboratuvar jakında (bkz. malzeme tablosu) bir nefes maskesi ile donatılmış özel hayvan tutucu ( malzeme tablosunabakın) Mount.</li>
	<li>Hayvanın tutucunun yatay platformuna oturabilmesi için, hayvanı tutucusu üzerine meyilli pozisyona yerleştirin. Hayvanı tutucuya sabitlemek için cerrahi bant kullanın.</li>
	<li>Solunum maskesi, anestezi karışımı sağlamak için sıçan burun ve ağız kapsar emin olun. Solunum maskesi, görüntüleme penceresine uyacak şekilde özelleştirilebilir. piyasada bulunan burun koni% 10 kesilir ve sonra bir eldiven parçası bağlı.</li>
	<li>Solunum maskesini açmadan önce anestezi makinesine bağlayın.</li>
	<li>Anestezi makinesini açın ve 1,0 L/dk oksijen içeren anestezik karışımı teslim etmek için ayarlayın 0,75% Isoflurane hayvan solunum maskesi.<ol>
<li>Fiziksel durumunu izlemek için Nabız oksimetresini hayvanın arka bacaklarından birine kelepçeli.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Bir pamuk uçlu aplikatör kullanarak sıçan kafa derisi için renksiz Ultrason jeli tabakası uygulayın. Laboratuvar jakı pozisyonunu tarayıcının merkezine ayarlayın ve görüntüleme düzleminin akustik reflektör merkezinde olması için laboratuvar jakının yüksekliğini manuel olarak ayarlayın.</li>
</ol>3. fare beyninde ıCG 'nin Alım ve temizleme sürecinin dinamik olarak vivo görüntüleme
<ol><li>360 ° edinme taraması için veri edinme yazılımında parametreler (bkz. malzeme tablosu) ayarlayın.</li>
	<li>Fonksiyon jeneratörü çıkışını etkinleştirerek PLD lazer emisyonunu açın (lazer emisyonu başlayacaktır). Ardından, değişken yüksek voltaj güç kaynağının voltajını yavaşça 120 V 'ye kadar maksimum darbe enerjisi başına artırın.</li>
	<li>Bir 4 s Tarama süresi üzerinden 360 ° tüm sekiz SUTRs döndürmek için veri edinme yazılımı ( malzeme tablosunabakın) programı çalıştırın. Not: Örneğin, SUTRs 4S için döndürülürse, PLD 8.000 (= 4 x 2.000) darbeleri sunar ve her SUTR 8000 A-hatları toplar. Bu 8.000 A-Lines 400 için 20 sinyalin üzerinde ortalamasını (A-Lines = 8000/20 = 400) ortalamasını aldıktan sonra azalır. Gecikme ve toplamı geri projeksiyon algoritması dayalı bir yeniden yapılanma programı her SUTR tarama yarıçapı bulmak için kullanılır.</li>
	<li>Lazer emisyonu kapatmak için fonksiyon jeneratör çıkışını devre dışı bırakın.</li>
	<li>Veri işleme yazılımında yeniden yapılanma algoritmasını kullanarak (bkz. malzeme tablosu), arka projeksiyon algoritmasını kullanarak tüm sekiz SUTRs 'in deneme-hata ile tarama yarıçapı olduğunu öğrenin.</li>
	<li>Bir 0,5 s Tarama süresi üzerinden 45 ° edinme için veri edinme yazılımı ( malzeme tablosunabakın) parametrelerini ayarlayın. Not: Örneğin, SUTRS 0.5 s için döndürülürse, PLD 1.000 (= 0,5 x 2.000) bakliyat sunar ve her Sutr 1000 A-Lines toplar. Bu 1.000 A-hatları 20 sinyalleri (ortalama A-Lines = 1000/20 = 50) ortalamasını alarak 400 için azalır.</li>
	<li>Lazer emisyonunu açmak için fonksiyon jeneratörü çıkışını etkinleştirin.</li>
	<li>ICG yönetmeden önce ilk kontrol verilerini elde etmek için 45 ° ' de sekiz SUTRs tüm döndürmek için veri toplama yazılımı (bkz. malzeme tablosu) programı çalıştırın.</li>
	<li>Lazer emisyonu kapatmak için fonksiyon jeneratör çıkışını devre dışı bırakın.</li>
	<li>Hayvanın kuyruk ven tanımlayın ve 0,3 mL ıCG enjekte (bkz. malzeme tablosu) (323 μM) sıçan kuyruk ven içine.</li>
</ol>4.
Not: 1,25 mg ıCG tozu, bir mikro tartım makinesi kullanılarak tartılarak, ıCG çözeltisi için 323 μM konsantrasyonu elde etmek için 5 mL distile suyla karıştırılır.
<ol><li>Lazer emisyonunu açmak için fonksiyon jeneratörü çıkışını etkinleştirin.</li>
	<li>45 ° döndürme bir 0,5 s Tarama süresi üzerinden A-Lines almak için veri edinme yazılımı (bkz. malzeme tablosu) programı çalıştırın.</li>
</ol>5.
Not: A-0,5 s Tarama süresi sırasında alınan satırlar, bir kesit görüntüsü oluşturmak için kullanılır. Her tarama arasında ~ 0.4 – 0.6 s zaman boşluğu vardır.
<ol><li>Veri alma işleminden sonra, veri işleme yazılımında arka projeksiyon algoritmasını kullanarak ( malzeme tablosunabakın), kaydedilmiş A satırlarından çapraz kesit beyin görüntüsünü yeniden oluşturun.</li>
	<li>Lazeri kapatın ve sonra anestezi makinesini kapatın, laboratuar-jakını indirin ve hayvanı sahneden çıkarın. Hayvanı kafese geri dönün ve bilinç gelene kadar izleyin.</li>
</ol><img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/59764/59764fig1.jpg"> Resim 1: Masaüstü PLD-Pat sisteminin şematik. (A) Masaüstü PLD-Pat şematik kurmak. PLD: darbeli Lazer diyot, OD: optik difüzör, Sutr: akustik reflektör bazlı tek eleman ultrason dönüştürücü, am: anestezi makinesi, CSP: dairesel tarama plakası, SM: Step motor, LDU: lazer sürüş ünitesi, amp: amplifikatör, Daq: veri edinme kartı. (B) tarama merkezi etrafında sekiz SUTRS dairesel düzenleme. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/59764/59764fig1large.jpg" target="_blank">Bu figürün daha büyük bir versiyonunu görmek Için lütfen tıklayınız.</a>

<ol><li>Lin, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Single-breath-hold+photoacoustic+computed+tomography+of+the+breast%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Communications%22%5BJournal%5D)">Single-breath-hold photoacoustic computed tomography of the breast.</a> Nature Communications. 9 (1), 2352(2018).</li>
<li>Upputuri, P. K., Pramanik, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fast+photoacoustic+imaging+systems+using+pulsed+laser+diodes%3A+a+review%5BTitle%5D)+AND+%22Biomedical+Engineering+Letters%22%5BJournal%5D)">Fast photoacoustic imaging systems using pulsed laser diodes: a review.</a> Biomedical Engineering Letters. 8 (2), 167-181 (2018).</li>
<li>Yao, J., Wang, L. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Recent+progress+in+photoacoustic+molecular+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Current+Opinion+in+Chemical+Biology%22%5BJournal%5D)">Recent progress in photoacoustic molecular imaging.</a> Current Opinion in Chemical Biology. 45, 104-112 (2018).</li>
<li>Upputuri, P. K., Pramanik, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Recent+advances+toward+preclinical+and+clinical+translation+of+photoacoustic+tomography%3A+a+review%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Biomedical+Optics%22%5BJournal%5D)">Recent advances toward preclinical and clinical translation of photoacoustic tomography: a review.</a> Journal of Biomedical Optics. 22 (4), 041006(2017).</li>
<li>Yao, J., Wang, L. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Photoacoustic+microscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Laser+%26+Photonics+Reviews%22%5BJournal%5D)">Photoacoustic microscopy.</a> Laser & Photonics Reviews. 7 (5), 758-778 (2013).</li>
<li>Awasthi, N., Kalva, S. K., Pramanik, M., Yalavarthy, P. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Image+Guided+Filtering+for+Improving+Photoacoustic+Tomographic+Image+Reconstruction%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Biomedical+Optics%22%5BJournal%5D)">Image Guided Filtering for Improving Photoacoustic Tomographic Image Reconstruction.</a> Journal of Biomedical Optics. 23 (9), 091413(2018).</li>
<li>Kalva, S. K., Pramanik, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Experimental+validation+of+tangential+resolution+improvement+in+photoacoustic+tomography+using+a+modified+delay-and-sum+reconstruction+algorithm%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Biomedical+Optics%22%5BJournal%5D)">Experimental validation of tangential resolution improvement in photoacoustic tomography using a modified delay-and-sum reconstruction algorithm.</a> Journal of Biomedical Optics. 21 (8), 086011(2016).</li>
<li>Pramanik, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Improving+tangential+resolution+with+a+modified+delay-and-sum+reconstruction+algorithm+in+photoacoustic+and+thermoacoustic+tomography%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+the+Optical+Society+of+America%22%5BJournal%5D)">Improving tangential resolution with a modified delay-and-sum reconstruction algorithm in photoacoustic and thermoacoustic tomography.</a> The Journal of the Optical Society of America. 31 (3), 621-627 (2014).</li>
<li>Xu, M., Wang, L. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Universal+back-projection+algorithm+for+photoacoustic+computed+tomography%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Review+E%22%5BJournal%5D)">Universal back-projection algorithm for photoacoustic computed tomography.</a> Physical Review E. 71 (1), 016706(2005).</li>
<li>Wang, L. V., Hu, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Photoacoustic+Tomography%3A+In+Vivo+Imaging+from+Organelles+to+Organs%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Photoacoustic Tomography: In Vivo Imaging from Organelles to Organs.</a> Science. 335 (6075), 1458-1462 (2012).</li>
<li>Sivasubramanian, K., Periyasamy, V., Pramanik, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Non-invasive+sentinel+lymph+node+mapping+and+needle+guidance+using+clinical+handheld+photoacoustic+imaging+system+in+small+animal%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Biophotonics%22%5BJournal%5D)">Non-invasive sentinel lymph node mapping and needle guidance using clinical handheld photoacoustic imaging system in small animal.</a> Journal of Biophotonics. 11 (1), e201700061(2018).</li>
<li>Hu, S., Maslov, K., Wang, L. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Second-generation+optical-resolution+photoacoustic+microscopy+with+improved+sensitivity+and+speed%5BTitle%5D)+AND+%22Optics+Letters%22%5BJournal%5D)">Second-generation optical-resolution photoacoustic microscopy with improved sensitivity and speed.</a> Optics Letters. 36 (7), 1134-1136 (2011).</li>
<li>Stein, E. W., Maslov, K., Wang, L. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Noninvasive%2C+in+vivo+imaging+of+blood-oxygenation+dynamics+within+the+mouse+brain+using+photoacoustic+microscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Biomedical+Optics%22%5BJournal%5D)">Noninvasive, in vivo imaging of blood-oxygenation dynamics within the mouse brain using photoacoustic microscopy.</a> Journal of Biomedical Optics. 14 (2), 020502(2009).</li>
<li>Ku, G., Wang, X. D., Xie, X. Y., Stoica, G., Wang, L. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Imaging+of+tumor+angiogenesis+in+rat+brains+in+vivo+by+photoacoustic+tomography%5BTitle%5D)+AND+%22Applied+Optics%22%5BJournal%5D)">Imaging of tumor angiogenesis in rat brains in vivo by photoacoustic tomography.</a> Applied Optics. 44 (5), 770-775 (2005).</li>
<li>Ma, R., Taruttis, A., Ntziachristos, V., Razansky, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Multispectral+optoacoustic+tomography+%28MSOT%29+scanner+for+whole-body+small+animal+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Optics+Express%22%5BJournal%5D)">Multispectral optoacoustic tomography (MSOT) scanner for whole-body small animal imaging.</a> Optics Express. 17 (24), 21414-21426 (2009).</li>
<li>Zhou, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+Phosphorus+Phthalocyanine+Formulation+with+Intense+Absorbance+at+1000+nm+for+Deep+Optical+Imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Theranostics%22%5BJournal%5D)">A Phosphorus Phthalocyanine Formulation with Intense Absorbance at 1000 nm for Deep Optical Imaging.</a> Theranostics. 6 (5), 688-697 (2016).</li>
<li>Li, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Single-impulse+panoramic+photoacoustic+computed+tomography+of+small-animal+whole-body+dynamics+at+high+spatiotemporal+resolution%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Biomedical+Engineering%22%5BJournal%5D)">Single-impulse panoramic photoacoustic computed tomography of small-animal whole-body dynamics at high spatiotemporal resolution.</a> Nature Biomedical Engineering. 1 (1), 0071(2017).</li>
<li>Sivasubramanian, K., Pramanik, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High+frame+rate+photoacoustic+imaging+at+7000+frames+per+second+using+clinical+ultrasound+system%5BTitle%5D)+AND+%22Biomedical+Optics+Express%22%5BJournal%5D)">High frame rate photoacoustic imaging at 7000 frames per second using clinical ultrasound system.</a> Biomedical Optics Express. 7 (2), 312-323 (2016).</li>
<li>Upputuri, P. K., Pramanik, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dynamic+in+vivo+imaging+of+small+animal+brain+using+pulsed+laser+diode-based+photoacoustic+tomography+system%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Biomedical+Optics%22%5BJournal%5D)">Dynamic in vivo imaging of small animal brain using pulsed laser diode-based photoacoustic tomography system.</a> Journal of Biomedical Optics. 22 (9), 090501(2017).</li>
<li>Upputuri, P. K., Periyasamy, V., Kalva, S. K., Pramanik, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+High-performance+compact+photoacoustic+tomography+system+for+in+vivo+small-animal+brain+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Visualized+Experiments%22%5BJournal%5D)">A High-performance compact photoacoustic tomography system for in vivo small-animal brain imaging.</a> Journal of Visualized Experiments. (124), e55811(2017).</li>
<li>Upputuri, P. K., Pramanik, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Pulsed+laser+diode+based+optoacoustic+imaging+of+biological+tissues%5BTitle%5D)+AND+%22Biomedical+Physics+%26+Engineering+Express%22%5BJournal%5D)">Pulsed laser diode based optoacoustic imaging of biological tissues.</a> Biomedical Physics & Engineering Express. 1 (4), 045010-045017 (2015).</li>
<li>Arabul, M. U., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Toward+the+detection+of+intraplaque+hemorrhage+in+carotid+artery+lesions+using+photoacoustic+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Biomedical+Optics%22%5BJournal%5D)">Toward the detection of intraplaque hemorrhage in carotid artery lesions using photoacoustic imaging.</a> Journal of Biomedical Optics. 22 (4), (2016).</li>
<li>Daoudi, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Handheld+probe+integrating+laser+diode+and+ultrasound+transducer+array+for+ultrasound%2Fphotoacoustic+dual+modality+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Optics+Express%22%5BJournal%5D)">Handheld probe integrating laser diode and ultrasound transducer array for ultrasound/photoacoustic dual modality imaging.</a> Optics Express. 22 (21), 26365-26374 (2014).</li>
<li>Allen, J. S., Beard, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Pulsed+near-infrared+laser+diode+excitation+system+for+biomedical+photoacoustic+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Optics+Letters%22%5BJournal%5D)">Pulsed near-infrared laser diode excitation system for biomedical photoacoustic imaging.</a> Optics Letters. 31 (23), 3462-3464 (2006).</li>
<li>Upputuri, P. K., Pramanik, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Performance+characterization+of+low-cost%2C+high-speed%2C+portable+pulsed+laser+diode+photoacoustic+tomography+%28PLD-PAT%29+system%5BTitle%5D)+AND+%22Biomed+Opt+Express%22%5BJournal%5D)">Performance characterization of low-cost, high-speed, portable pulsed laser diode photoacoustic tomography (PLD-PAT) system.</a> Biomed Opt Express. 6 (10), 4118-4129 (2015).</li>
<li>Kalva, S. K., Upputuri, P. K., Pramanik, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High-speed%2C+low-cost%2C+pulsed-laser-diode-based+second-generation+desktop+photoacoustic+tomography+system%5BTitle%5D)+AND+%22Optics+Lett%22%5BJournal%5D)">High-speed, low-cost, pulsed-laser-diode-based second-generation desktop photoacoustic tomography system.</a> Optics Lett. 44 (1), 81-84 (2019).</li>
<li>Kalva, S. K., Hui, Z. Z., Pramanik, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Calibrating+reconstruction+radius+in+a+multi+single-element+ultrasound-transducer-based+photoacoustic+computed+tomography+system%5BTitle%5D)+AND+%22J+Opt+Soc+Am+A%22%5BJournal%5D)">Calibrating reconstruction radius in a multi single-element ultrasound-transducer-based photoacoustic computed tomography system.</a> J Opt Soc Am A. 35 (5), 764-771 (2018).</li>
<li>Kalva, S. K., Pramanik, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Use+of+acoustic+reflector+to+make+compact+photoacoustic+tomography+system%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Biomedical+Optics%22%5BJournal%5D)">Use of acoustic reflector to make compact photoacoustic tomography system.</a> Journal of Biomedical Optics. 22 (2), 026009(2017).</li>
<li>American National Standard for Safe Use of Lasers. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22ANSI+Standard+Z136.1-2007%22">ANSI Standard Z136.1-2007</a>. , NY. (2007).</li>
</ol>

Yazarlar ilgili mali çıkarları veya ifşa etmek ilgi potansiyel çatışmalar var.

Bu çalışma, In vivo beyin görüntüleme ve ıCG gibi kontrast ajanlar dinamik hızlı Alım ve temizleme süreci için fareler gibi küçük hayvanlar üzerinde deneyler yapmak için bir masaüstü PLD-PAT sistemi kullanmak için bir protokol sunar. Hantal, pahalı OPO-PAT sistemleri birkaç dakika sürer (2-5 dk) tek bir çapraz-kesit içinde vivo görüntü elde etmek. Kompakt, düşük maliyetli, ilk nesil taşınabilir PLD-PAT sistemi, 5 s 'de tek çapraz kesit içinde vivo görüntüler sağlar. Buna karşılık, yüksek hızlı, kompakt, düşük maliyetli m...

Fotoakustik bilgisayarlı tomografi (pakt/Pat) yüksek ultrason çözünürlüğü ile zengin optik kontrast birleştiren umut verici bir non-invaziv Biyomedikal görüntüleme modalitesi1,2,3,4, 5. ne zaman bir nanosecond darbeli Lazer mevduat enerji üzerine ışık emici chromophores mevcut herhangi bir biyolojik doku, yerel sıcaklık artar önde gelen termoelastik genişleme ve kasılma doku, elde edilen nesil basınç dalgaları. Bu basınç dalgaları, numune etrafında ultrason dönüştürücülleri tarafından tespit edilebilir ultrason dalgaları veya fotoakustik (PA) dalgalar olarak bilinir. Algılanan PA sinyalleri, çapraz kesit PA görüntüleri oluşturmak için çeşitli yeniden yapılanma algoritmaları6,7,8,9 kullanılarak yeniden oluşturulur. PA görüntüleme, vücudun içinde bulunan endojen chromophorların dalga boyu bağımlılığı nedeniyle makroskopik organlardan mikroskobik organlara yapısal ve fonksiyonel bilgiler sağlar10. Pat görüntüleme başarıyla meme kanseri tespiti için kullanılan1, Sentinel lenf nodu görüntüleme11, oksihemoglobin haritalama (HbO2), deoxyhemoglobin (HBR), Total hemoglobin konsantrasyonu (HBT), oksijen Doygunluk (so 2) 12 tane , 13, tümör anjiyogenezi14, küçük hayvan tüm vücut görüntüleme15, ve diğer uygulamalar.
ND: YAG/OPO lazerleri, küçük hayvan görüntüleme ve derin doku görüntüleme16için fotoakustik toplumda yaygın olarak kullanılan Ilk nesil Pat sistemleri için konvansiyonel uyarma kaynaklarıdır. Bu lazerler ~ 10-100 Hz düşük tekrarlama oranlarında mJ enerji darbeleri ~ 100 sağlar. Bu pahalı ve hantal lazerleri kullanan PAT görüntüleme sistemleri, sınırlı darbe tekrarlama oranı nedeniyle tek elemanlı ultrason dönüştürücüleri (SUTs) ile yüksek hızlı görüntüleme için uygun değildir. Bu, hayvan içinde yüksek hızlarda meydana gelen fizyolojik değişikliklerin gerçek zamanlı izlenmesi inhibe. ND: YAG lazer uyarma ile doğrusal, yarı dairesel, dairesel ve hacimsel diziler gibi dizi tabanlı dönüştürücütleri kullanarak, yüksek hızlı görüntüleme mümkündür. Ancak, bu dizi dönüştürücüleri pahalıdır ve SUTs ile karşılaştırıldığında daha düşük hassasiyetler sağlar; henüz, görüntüleme hızı lazer düşük tekrarlama oranı ile sınırlıdır. Özelleştirilmiş tam halka dizi dönüştürücü ile son teknolojiye sahip tek impuls pakt sistemleri 50 Hz 'lik kare oranlarında PA verilerini17' ye elde eder. Bu dizi dönüştürücü karmaşık arka uç alma elektronik ve sinyal amplifikatörleri, genel sistem daha pahalı ve klinik kullanım için zor hale gerekir.
Kompakt boyutu, düşük maliyet gereksinimleri ve daha yüksek darbe tekrarlama oranı (KHz sırası), gerçek zamanlı görüntüleme için daha umut verici olan darbeli Lazer diyotlar (PLD) yapar. Bu avantajlar nedeniyle, PLD 'Ler ikinci nesil PAT sistemlerinde alternatif bir uyarma kaynağı olarak aktif olarak kullanılmaktadır. PLD tabanlı Pat sistemleri, dizi dönüştürücerleri kullanılarak yüksek kare hızı görüntüleme için başarıyla gösterildi18, derin doku ve beyin görüntüleme19,20,21, kardiyovasküler hastalık tanı22 ve Romatoloji tanısı23. SUTs son derece hassas ve daha az pahalı olarak dizi dönüştürücüleri karşılaştırıldığında, onlar hala yaygın PAT görüntüleme için kullanılır. Fiber tabanlı PLD sistemi Phantom Imaging24için gösterilmiştir. Taşınabilir bir PLD-PAT sistemi daha önce PLD 'yi PAT tarayıcısı25' in içine monte ederek gösterilmiştir. Bir SUT dairesel tarayıcı ile, 3 s Tarama süresi sırasında hayalet görüntüleme yapıldı ve bu PLD-PAT sistemi19kullanılarak 5 s dönemde in vivo sıçan beyin görüntüleme yapıldı.
Dahası, bu PLD-Pat sistemine daha kompakt hale getirmek ve sekiz akustik reflektör tabanlı tek elemanlık ultrason dönüştürücülleri (SUTRS)26,27kullanarak bir masaüstü modeli oluşturmak için iyileştirmeler yapılmıştır. Burada, SUTs, 90° akustik reflektör28' in yardımıyla yatay yön yerine dikey olarak yerleştirilmiştir. Bu sistem, 0,5 s ve ~ 3 cm derinlik doku görüntüleme ve in vivo küçük hayvan beyin görüntüleme kadar tarama süreleri için kullanılabilir. Bu çalışma, bu masaüstü PLD-Pat sistemi, küçük hayvanların in vivo beyin görüntüleme ve gıda ve İlaç İdaresi (FDA) onaylı İndosiyanin Alım ve temizleme sürecinin dinamik görselleştirme için deneylerin görsel gösteri sağlamak için kullanılır Yeşil (ıCG) sıçan beyinde boya.

<table><tbody><tr><td>12 V güç kaynağı</td><td>Voltcraft</td><td>PPS-11810</td><td>PLD için çalışma voltajı sağlamak için</td></tr><tr><td>Akustik reflektör</td><td>Olympus</td><td>F102</td><td>Ultrason dönüştürücüsüne güçlendirilmiş 45 derece reflektör</td></tr><tr><td>Akrilik su deposu</td><td>NTU atölyesi</td><td>Özel yapım</td><td>Hayvan beyni ile dedektör arasında akustik bir bağlantı ortamı görevi gören suyu tutmak için kullanılır</td></tr><tr><td>Anestezik Makinesi</td><td>Medical plus pte ltd</td><td>Oksijen konsantratörlü Solunmayan Anestezi makinesi.</td><td>Hayvana oksijen ve izofluran sağlar</td></tr><tr><td>Hayvan distribütörü</td><td>Vivos Pte Ltd, Singapur'da</td><td></td><td>Araştırma amaçlı küçük hayvanlar tedarik eden hayvan distribütörü</td></tr><tr><td>Hayvan tutucu</td><td>NTU atölyesi</td><td>Ismarlama</td><td>Hayvanı karnında tutmak için kullanılır</td></tr><tr><td>Solunum maskesi</td><td>NTU atölyesi</td><td>Özel yapım</td><td>Hayvana anestezi karışımı sağlamak için hayvan tutucu ile birlikte kullanılır</td></tr><tr><td>Dairesel Tarayıcı</td><td>NTU atölyesi</td><td>Özel yapım</td><td>Tarayıcı, alüminyum</td></tr><tr><td>DAQ (Veri toplama) Kart</td><td>Spektrumu</td><td>M2i.4932-exp</td><td>16 bit, 30 Ms/s, 8 kanal, 1 Gs, PCIe</td></tr><tr><td>Veri toplama yazılımından</td> yapılmıştır <td>National Instruments Corporation,Austin,TX,ABD)</td><td>NI LabVIEW 2015 SP1 (32 bit)</td><td>Step motorun kontrol edilmesi ve dedektörden PA sinyallerinin alınması için laboratuvarımızda geliştirilen LabVIEW tabanlı program</td></tr><tr><td>Veri işleme yazılım</td><td>Matlab (Mathworks, Natick, MA, ABD)</td><td>Matlab R2015b</td><td>Kesitsel PA görüntülerinin yeniden yapılandırılması için laboratuvarımızda geliştirilen Matlab kodu</td></tr><tr><td>Fonksiyon üreteci</td><td>RIGOL</td><td>DG1022</td><td>PLD'nin tekrarlama oranını değiştirmek için. DAQ'yu lazer uyarımı ile senkronize etmek için TTL sinyali sağlayacaktır.</td></tr><tr><td>Düşük gürültülü sinyal amplifikatörü</td><td>Genetron</td><td>Mini devreler kullanılarak özel yapım, ZFL-500LN-BNC</td><td>SUTR'den PA sinyalini almak ve yükseltmek için. Kazancı 24 dB'dir.</td></tr><tr><td>Optik difüzör</td><td>Thorlabs</td><td>DG-120</td><td>Lazer ışınını homojen hale getirmek için kullanılır</td></tr><tr><td>Darbeli lazer diyot</td><td>Quantel, Fransa</td><td>QD-Q1924-ILO-SU</td><td>816 nm dalga boyu, darbe enerjisi başına 3.4 mJ, 107 ns darbe genişliği, 2 KHz maksimum darbe tekrarlama oranı, boyutlar: 13.0 x 7.6 x 5.0 cm özelliklerine sahip uyarma lazer kaynağıdır</td></tr>. <tr><td>Sıçanlar</td><td>In Vivos Pte Ltd, Singapur</td><td>NTac:SD, Sprague Dawley / SD</td><td>Kadın, ağırlık 100&plusmn; 10g, sıçan türü: Sprague Dawley, yaş: 4-5 hafta</td></tr><tr><td>Şanzımanlı step motor</td><td>LIN Mühendislik (Servo Dinamik)</td><td>Motor: CO-5718L-01P-RO, Şanzıman: DPL64/1; Güç kaynağı PW-100-24</td><td>Dedektör tutucuyu dairesel bir geometride hareket ettirmek için. Tork: 2.08 N-m, Rotor ataleti: 2.6 kg-cm2</td></tr><tr><td>Ultrason jeli</td><td>Progress/parker acquasonic jel</td><td>PA-GEL-CLEA-5000</td><td>Şeffaf ultrason jeli</td></tr><tr><td>Ultrason Dönüştürücü</td><td>Olympus</td><td>V309-SU/ U8423013</td><td>Fotoakustik algılama için kullanılan ultrasonik sensörler. Merkezi frekans 5 MHz, 0.5 inç</td></tr><tr><td>Değişken yüksek voltajlı güç kaynağı</td><td>Elektro-Automatik</td><td>EA-PS 8160-04 T</td><td>Lazer çıkış gücünü değiştirmek için</td></tr></tbody></table>

sıçan kortikal damarında boya yıkama ve yıkayın-out izleme için pulsed lazer diyot tabanlı masaüstü fotoakustik tomografi

Pulsed Laser Diode-Based Desktop Photoacoustic Tomography for Monitoring Wash-In and Wash-Out of Dye in Rat Cortical Vasculature

Fotoakustik (PA) tomografi (PAT) görüntüleme, çeşitli preklinik ve klinik uygulamalarda yararlı olan bir biyomedikal görüntüleme yöntemidir. Özel yapılmış dairesel halka dizi tabanlı dönüştürüceler ve konvansiyonel hantal ND: YAG/OPO lazerleri, PAT sisteminin kliniklere çevirisini inhibe eder. Ultra kompakt darbeli Lazer diyotlar (PLD 'ler) Şu anda PA görüntüleme için yakın kızılötesi uyarma alternatif bir kaynak olarak kullanılmaktadır. Yüksek hızlı dinamik in vivo görüntüleme, kompakt PLD tabanlı masaüstü PAT sistemi (PLD-PAT) kullanılarak gösterilmiştir. Dinamik in vivo beyin görüntüleme için bu çalışmada masaüstü PLD-PAT sistemini kullanan bir görselleştirilmiş Deneysel protokol sağlanmıştır. Protokol, masaüstü PLD-Pat sistem yapılandırmasını, beyin vasküler görüntüleme için hayvanın hazırlanması ve fare kortikal damarında İndosiyanin Yeşil (ICG) boya alımı ve boşluk sürecinin dinamik görselleştirme için prosedür açıklanmaktadır.

Dinamik in vivo beyin görüntüleme için açıklanan masaüstü PLD-PAT sisteminin Potansiyellik ilgili sonuçlar ile bu protokolde sergilenmiştir. Masaüstü PLD-PAT sisteminin yüksek hızlı görüntüleme kabiliyeti, sağlıklı dişi farelerin in vivo beyin görüntülemesinde performans göstermiştir. PA sinyalleri, sırasıyla 4 s ve 0,5 s tarama hızlarda sıçan beyni etrafında 360 ° ve 45 ° dönen sekiz SUTRs kullanılarak toplanır. Şekil 2a, B , sırasıyla 4 s ve 0,5 s tarama hızlarında bir ...

Kompakt bir darbeli Lazer diyot tabanlı masaüstü fotoakustik tomografi (PLD-PAT) sistemi, küçük hayvan kortikal damarının yüksek hızlı dinamik in vivo görüntülemesinde gösterilmiştir.

Sıçan kortikal damarında boya yıkama ve yıkayın-Out Izleme için pulsed lazer diyot tabanlı masaüstü Fotoakustik tomografi

Photoacoustic (PA) tomography (PAT) imaging is an emerging biomedical imaging modality useful in various preclinical and clinical applications. ...

Fotoakustik tomografi veya PAT, küçük hayvan beyinlerinde dinamik değişiklikleri izlemek için hem optik hem de ultrason görüntüleme birleştiren bir görüntüleme hibrid biyomedikal görüntüleme yöntemidir. Bu yarım saniye gibi kısa görüntüleme hızı kullanan bir maliyet-etkin, taşınabilir yüksek hızlı görüntüleme sistemidir. Sandeep ile prosedür gösteren Praveen, bir doktora öğrencisi, Dr Paul, bir araştırma görevlisi ve Rhonnie, bir araştırma görevlisi olacaktır.Her bir transdüser tutucu üzerine birer birer, her akustik reflektör yüzeyi tarama alanının merkezine doğru yüzleri gibi tüm tek elemanlı ultrason transdüserler monte ederek başlayın. Her transdüser kabloyu düşük gürültülü sinyal amplifikatörüne bağlamak için bağlantı kablolarını kullanın. Soğutucunun güç kaynağını açın ve sıcaklığı 20 ila 25 santigrat derece arasında ayarlamak için soğutucu düğmesini açın.Alçak gerilim güç kaynağını açın ve akım kontrolünü yavaşça 0,3 amper'e çevirin. Voltajı 12 volta ayarlayın ve akımın 0,1 amfi'yi aşmadığını doğrulayın. Yüksek voltaj güç kaynağını açın ve akımı bir amper ve gerilimi sıfır volta ayarlamak için önceden ayarlanmış düğmeye basın.Çıkış düğmesini etkinleştirin ve işlev jeneratörü

pulsed-laser-diode-based-desktop-photoacoustic-tomography-for

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Biyomühendislik

Kortikal kan akımı dinamikleri 2-foton mikroskobu ile kemirgen kuyruk damar içine enjekte görüntüleme floresan dekstran boyalar in vivo olarak incelenebilir. Bu video görüntü kan akışını dinamikleri ile farelerin bir cam kaplı kafatası pencere hazırlama neokorteks nasıl gösterir.

Kranial Pencere üzerinden neokorteks Kan Akış 2-Foton Görüntüleme Bir Yöntem

Optik çözünürlüklü foto akustik mikroskobu (OR-PAM), görüntüleme optik soğurma yeteneğine sahip gelişmekte olan bir teknoloji...

Üç boyutlu optik çözünürlük foto akustik Mikroskopi

Kaynak: Kalva, S. K., et al., Sıçan Kortikal Vaskülatüründe Boyanın Yıkanmasını ve Yıkanmasını İzlemek için Darbeli Lazer Diyot Tabanlı Masaüstü Fotoakustik Tomografi. J. Vis. Uzm. (2019)Bu video, anestezi uygulanmış bir sıçanın kortikal damarlarındaki değişiklikleri gözlemlemek için fotoakustik görüntülemeyi kullanma prosedürünü göstermektedir. Proses, temel görüntüleme, boya enjeksiyonu ve yıkama ve yıkama sırasında boya emilimi ve klerensinin analizini içerir.

Kortikal Kan Damarlarında Boya Hareketinin Fotoakustik İzlenmesi

Kaynak: Upputuri, P. K.,  et al. In Vivo Küçük Hayvan Beyin Görüntüleme için Yüksek Performanslı Kompakt Fotoakustik Tomografi Sistemi. J. Vis. Uzm.  (2017)Bu video, fotoakustik tomografi kullanarak in vivo non-invaziv sıçan beyni görüntüleme protokolünü gösterir ve vasküler yapıları ve nörovasküler sağlığı görselleştirmek için 2D beyin görüntülerini yeniden oluşturmak için hazırlık, görüntüleme sistemi kurulumu ve veri toplamayı gösterir.

Fotoakustik Tomografi Kullanılarak Bir Sıçan Beyninin İn Vivo Görüntülenmesi

Foto akustik sistografi (PAC) herhangi bir iyonlaştırıcı radyasyon veya toksik kontrast madde kullanmadan idrar mesane, pediatrik hastalarda radyasyon hassas iç organ, harita için büyük bir potansiyele sahiptir. Burada sıçanlarda optik-opak izleyiciler bir enjeksiyon ile idrar mesane haritalama için PAC kullanımını...

Foto akustik Sistografi

Burada, gerçek zamanlı olarak üç boyutlu fonksiyonel ve moleküler görüntüleme için yeni geliştirilmiş bir el tipi optoakustik (fotoakustik) sistemle görüntüleme için deneysel protokolün ayrıntılı bir tanımını sunuyoruz. Gösterilen güçlü performans ve çok yönlülük, optoakustik teknolojinin klinik öncesi araştırma ve klinik uygulamada yeni uygulama alanlarını tanımlayabilir.

Evrensel Real Time Derin Doku İnsan Anjiografi ve Fonksiyonel Preklinik Çalışmalar üç boyutlu Optoacoustic Görüntüleme Probe El

Bu çalışma, sıçan beyninde non-invaziv yüksek frekanslı ultrason ve fotoakustik tabanlı görüntüleme gerçekleştirmek, derin subkortikal bölgeleri ve vasküler modellerini verimli bir şekilde görselleştirmek için yeni bir protokolü açıklamaktadır.

Non-invaziv parankim, Vasküler ve Metabolik Yüksek frekanslı ultrason ve foto akustik Sıçan Derin Beyin Görüntüleme

Burada sığ derinlikte hem yüksek çözünürlüklü hem de in vivo aynı numunede düşük çözünürlüklü derin doku görüntülemeye muktedir anahtarlanabilir akustik çözünürlük (AR) ve optik çözünürlük (OR) fotoakustik mikroskopi (AR-OR-PAM) sistemi gösterilmiştir.

Için değiştirilebilir Akustik ve Optik Çözünürlük Fotoakustik Mikroskopi<emIn vivo</em&gt; Küçük Hayvan Kan Vaskülatür Görüntüleme

Küçük hayvanlarda hızlı in vivo beyin görüntüleme için kompakt darbeli lazer diyot tabanlı bir fotoakustik tomografi (PLD-PAT) sistemi gösterilmiştir.

Için yüksek performanslı bir Kompakt Fotoakustik Tomografi Sistemi<emIn vivo</em&gt; Küçük Hayvanlı Beyin Görüntüleme

Geniş alan görüntüleme ve gerçek zamanlı görüntülemeyi entegre eden çift raster taramalı fotoakoustik görüntüleyici tasarlanmıştır.

Vasküler Görselleştirme için Çift Raster Taramalı Fotoakoustik Küçük Hayvan Görüntüleyici

Keşfedin, sıçan kortikal damarlarında yüksek hızlı dinamik görüntüleme için pulsed lazer diyot tabanlı fotoakustik tomografi yöntemini. Bu maliyet etkin sistem, optik ve ultrason görüntülemeyi birleştirerek canlı beyin çalışmalarını kolaylaştırır.

Sıçan kortikal damarında boya yıkama ve yıkayın-Out Izleme için pulsed lazer diyot tabanlı masaüstü Fotoakustik tomografi

Daha fazla video keşfet