Name: İskemik İnmenin Nonİnvaziv Tüm Beyin Görüntülemesi için Entegre Fotoakustik, Ultrason ve Anjiyografik Tomografi (PAUSAT) (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2023-06-02T12:20:00.000+00:00
Duration: 6 min 45 s
Description: Keşfedin, PAUSAT ile iskemik inmeyi fotoakustik görüntüleme ve akustik anjiyografi kullanarak güvenli ve non-invaziv şekilde değerlendirin. Bu yöntem, farelerde kan akışı ve oksijenasyon değişikliklerini zamana bağlı olarak izleyerek hayvan kullanımını azaltır ve tedavi yanıtlarını anlamaya 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

playerTrialDesktop

Yazarlar, teknik destekleri için SonoVol Inc.'deki mühendislik ekibine teşekkür etmek ister. Bu çalışma kısmen Amerikan Kalp Derneği İşbirlikçi Bilimler Ödülü (18CSA34080277), J. Yao ve W. Yang; Amerika Birleşik Devletleri Ulusal Sağlık Enstitüleri (NIH) R21EB027981, R21 EB027304, RF1 NS115581 (BRAIN Initiative), R01 NS111039, R01 EB028143; Amerika Birleşik Devletleri Ulusal Bilim Vakfı (NSF) KARİYER ödülü 2144788; Chan Zuckerberg Girişimi Hibesi (2020-226178), J. Yao'ya; ve NIH, W. Yang'a R21NS127163 ve R01NS099590 verir.

İskemik İnmenin Non-İnvaziv Entegre PAUSAT Tüm Beyin Görüntülemesi

<ol><li>Durukan, A., Tatlisumak, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Acute+ischemic+stroke%3A+overview+of+major+experimental+rodent+models%2C+pathophysiology%2C+and+therapy+of+focal+cerebral+ischemia%5BTitle%5D)+AND+%22Pharmacology+Biochemistry+and+Behavior%22%5BJournal%5D)">Acute ischemic stroke: overview of major experimental rodent models, pathophysiology, and therapy of focal cerebral ischemia.</a> Pharmacology Biochemistry and Behavior. 87 (1), 179-197 (2007).</li>
<li>Vander Worp, H. B., van Gijn, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Clinical+Practice.+Acute+ischemic+stroke%5BTitle%5D)+AND+%22The+New+England+Journal+of+Medicine%22%5BJournal%5D)">Clinical Practice. Acute ischemic stroke.</a> The New England Journal of Medicine. 357 (6), 572-579 (2007).</li>
<li>Tannenbaum, J., Bennett, B. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Russell+and+Burch%27s+3Rs+then+and+now%3A+the+need+for+clarity+in+definition+and+purpose%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+American+Association+for+Laboratory+Animal+Science%22%5BJournal%5D)">Russell and Burch's 3Rs then and now: the need for clarity in definition and purpose.</a> Journal of the American Association for Laboratory Animal Science. 54 (2), 120-132 (2015).</li>
<li>Hochrainer, K., Yang, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Stroke+proteomics%3A+from+discovery+to+diagnostic+and+therapeutic+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Circulation+Research%22%5BJournal%5D)">Stroke proteomics: from discovery to diagnostic and therapeutic applications.</a> Circulation Research. 130 (8), 1145-1166 (2022).</li>
<li>Wang, L. V., Yao, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+practical+guide+to+photoacoustic+tomography+in+the+life+sciences%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Methods%22%5BJournal%5D)">A practical guide to photoacoustic tomography in the life sciences.</a> Nature Methods. 13 (8), 627-638 (2016).</li>
<li>Aldrich, J. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Basic+physics+of+ultrasound+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Critical+Care+Medicine%22%5BJournal%5D)">Basic physics of ultrasound imaging.</a> Critical Care Medicine. 35 (5), S131-S137 (2007).</li>
<li>Jacques, S. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optical+properties+of+biological+tissues%3A+a+review%5BTitle%5D)+AND+%22Physics+in+Medicine+and+Biology%22%5BJournal%5D)">Optical properties of biological tissues: a review.</a> Physics in Medicine and Biology. 58 (11), R37-R61 (2013).</li>
<li>Li, M., Tang, Y., Yao, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Photoacoustic+tomography+of+blood+oxygenation%3A+a+mini+review%5BTitle%5D)+AND+%22Photoacoustics%22%5BJournal%5D)">Photoacoustic tomography of blood oxygenation: a mini review.</a> Photoacoustics. 10, 65-73 (2018).</li>
<li>Menozzi, L., Yang, W., Feng, W., Yao, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sound+out+the+impaired+perfusion%3A+Photoacoustic+imaging+in+preclinical+ischemic+stroke%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Sound out the impaired perfusion: Photoacoustic imaging in preclinical ischemic stroke.</a> Frontiers in Neuroscience. 16, 1055552(2022).</li>
<li>Gessner, R. C., Frederick, C. B., Foster, F. S., Dayton, P. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Acoustic+angiography%3A+a+new+imaging+modality+for+assessing+microvasculature+architecture%5BTitle%5D)+AND+%22International+Journal+of+Biomedical+Imaging%22%5BJournal%5D)">Acoustic angiography: a new imaging modality for assessing microvasculature architecture.</a> International Journal of Biomedical Imaging. 2013, 936593(2013).</li>
<li>Dayton, P. A., Rychak, J. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Molecular+ultrasound+imaging+using+microbubble+contrast+agents%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Bioscience%22%5BJournal%5D)">Molecular ultrasound imaging using microbubble contrast agents.</a> Frontiers in Bioscience. 12, 5124-5142 (2007).</li>
<li>Isayama, K., Pitts, L. H., Nishimura, M. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Evaluation+of+2%2C+3%2C+5-triphenyitetrazolium+chloride+staining+to+delineate+rat+brain+infarcts%5BTitle%5D)+AND+%22Stroke%22%5BJournal%5D)">Evaluation of 2, 3, 5-triphenyitetrazolium chloride staining to delineate rat brain infarcts.</a> Stroke. 22 (11), 1394-1398 (1991).</li>
<li>Ruan, J., Yao, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Behavioral+tests+in+rodent+models+of+stroke%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Hemorrhages%22%5BJournal%5D)">Behavioral tests in rodent models of stroke.</a> Brain Hemorrhages. 1 (4), 171-184 (2020).</li>
<li>Parthasarathy, A. B., Kazmi, S. M. S., Dunn, A. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantitative+imaging+of+ischemic+stroke+through+thinned+skull+in+mice+with+Multi+Exposure+Speckle+Imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Biomedical+Optics+Express%22%5BJournal%5D)">Quantitative imaging of ischemic stroke through thinned skull in mice with Multi Exposure Speckle Imaging.</a> Biomedical Optics Express. 1 (1), 246-259 (2010).</li>
<li>Hingot, V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Early+ultrafast+ultrasound+imaging+of+cerebral+perfusion+correlates+with+ischemic+stroke+outcomes+and+responses+to+treatment+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Theranostics%22%5BJournal%5D)">Early ultrafast ultrasound imaging of cerebral perfusion correlates with ischemic stroke outcomes and responses to treatment in mice.</a> Theranostics. 10 (17), 7480-7491 (2020).</li>
<li>Menozzi, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Three-dimensional+non-invasive+brain+imaging+of+ischemic+stroke+by+integrated+photoacoustic%2C+ultrasound+and+angiographic+tomography+%28PAUSAT%29%5BTitle%5D)+AND+%22Photoacoustics%22%5BJournal%5D)">Three-dimensional non-invasive brain imaging of ischemic stroke by integrated photoacoustic, ultrasound and angiographic tomography (PAUSAT).</a> Photoacoustics. 29, 100444(2022).</li>
<li>Llovera, G., Roth, S., Plesnila, N., Veltkamp, R., Liesz, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Modeling+stroke+in+mice%3A+permanent+coagulation+of+the+distal+middle+cerebral+artery%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Visualized+Experiments%22%5BJournal%5D)">Modeling stroke in mice: permanent coagulation of the distal middle cerebral artery.</a> Journal of Visualized Experiments. (89), e51729(2014).</li>
<li>Trotman-Lucas, M., Kelly, M. E., Janus, J., Fern, R., Gibson, C. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+alternative+surgical+approach+reduces+variability+following+filament+induction+of+experimental+stroke+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Disease+Models+%26+Mechanisms%22%5BJournal%5D)">An alternative surgical approach reduces variability following filament induction of experimental stroke in mice.</a> Disease Models & Mechanisms. 10 (7), 931-938 (2017).</li>
<li>Labat-Gest, V., Tomasi, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Photothrombotic+ischemia%3A+a+minimally+invasive+and+reproducible+photochemical+cortical+lesion+model+for+mouse+stroke+studies%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Visualized+Experiments%22%5BJournal%5D)">Photothrombotic ischemia: a minimally invasive and reproducible photochemical cortical lesion model for mouse stroke studies.</a> Journal of Visualized Experiments. (76), e50370(2013).</li>
<li>Matsumoto, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Visualising+peripheral+arterioles+and+venules+through+high-resolution+and+large-area+photoacoustic+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Scientific+Reports%22%5BJournal%5D)">Visualising peripheral arterioles and venules through high-resolution and large-area photoacoustic imaging.</a> Scientific Reports. 8 (1), 14930(2018).</li>
<li>Xu, Y., Wang, L. V., Ambartsoumian, G., Kuchment, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reconstructions+in+limited-view+thermoacoustic+tomography%5BTitle%5D)+AND+%22Medical+Physics%22%5BJournal%5D)">Reconstructions in limited-view thermoacoustic tomography.</a> Medical Physics. 31 (4), 724-733 (2004).</li>
<li>Yal Tang,, et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High-fidelity+deep+functional+photoacoustic+tomography+enhanced+by+virtual+point+sources%5BTitle%5D)+AND+%22Photoacoustics%22%5BJournal%5D)">High-fidelity deep functional photoacoustic tomography enhanced by virtual point sources.</a> Photoacoustics. 29, 100450(2023).</li>
<li>Zheng, W., Huang, C., Zhang, H., Xia, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Slit-based+photoacoustic+tomography+with+co-planar+light+illumination+and+acoustic+detection+for+high-resolution+vascular+imaging+in+human+using+a+linear+transducer+array%5BTitle%5D)+AND+%22Biomedical+Engineering+Letters%22%5BJournal%5D)">Slit-based photoacoustic tomography with co-planar light illumination and acoustic detection for high-resolution vascular imaging in human using a linear transducer array.</a> Biomedical Engineering Letters. 12 (2), 125-133 (2022).</li>
<li>Wang, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Slit-enabled+linear-array+photoacoustic+tomography+with+near+isotropic+spatial+resolution+in+three+dimensions%5BTitle%5D)+AND+%22Optics+Letters%22%5BJournal%5D)">Slit-enabled linear-array photoacoustic tomography with near isotropic spatial resolution in three dimensions.</a> Optics Letters. 41 (1), 127-130 (2016).</li>
<li>Vu, T., Li, M., Humayun, H., Zhou, Y., Yao, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+generative+adversarial+network+for+artifact+removal+in+photoacoustic+computed+tomography+with+a+linear-array+transducer%5BTitle%5D)+AND+%22Experimental+Biology+and+Medicine%22%5BJournal%5D)">A generative adversarial network for artifact removal in photoacoustic computed tomography with a linear-array transducer.</a> Experimental Biology and Medicine. 245 (7), 597-605 (2020).</li>
<li>Zhang, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Deep-E%3A+A+fully-dense+neural+network+for+improving+the+elevation+resolution+in+linear-array-based+photoacoustic+tomography%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+Transactions+on+Medical+Imaging%22%5BJournal%5D)">Deep-E: A fully-dense neural network for improving the elevation resolution in linear-array-based photoacoustic tomography.</a> IEEE Transactions on Medical Imaging. 41 (5), 1279-1288 (2022).</li>
<li>Hauptmann, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Model-based+learning+for+accelerated%2C+limited-view+3-D+photoacoustic+tomography%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+Transactions+on+Medical+Imaging%22%5BJournal%5D)">Model-based learning for accelerated, limited-view 3-D photoacoustic tomography.</a> IEEE Transactions on Medical Imaging. 37 (6), 1382-1393 (2018).</li>
<li>Li, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Three-dimensional+deep-tissue+functional+and+molecular+imaging+by+integrated+photoacoustic%2C+ultrasound%2C+and+angiographic+tomography+%28PAUSAT%29%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+Transactions+on+Medical+Imaging%22%5BJournal%5D)">Three-dimensional deep-tissue functional and molecular imaging by integrated photoacoustic, ultrasound, and angiographic tomography (PAUSAT).</a> IEEE Transactions on Medical Imaging. 41 (10), 2704-2714 (2022).</li>
</ol>

Yazarlar bu çalışmada çıkar çatışması olmadığını beyan ederler.

Bu yöntemin, yanlış yapıldığında, görüntü kalitesinin ve nicel analizin önemli ölçüde azalmasına neden olabilecek birkaç hayati yönü vardır. PAUSAT görüntülerinde kullanıcı hatasının en sık ortaya çıkan sonucu, her ikisi de çeşitli nedenlerle ortaya çıkabilen sinyal eksikliği veya çok düşük sinyal gücüdür. Böyle bir neden, akustik kaplin ile ilgili bir sorundur. Görüntüleme sırasında farenin kafasını çevreleyen sudaki büyük hava kabarcıkları genellikle ultrasonun dönüştürücüye veya dönüştürücüden hareket etmesini engelle...

Kan, oksijeni (hemoglobin proteini yoluyla) ve diğer önemli besinleri vücudumuzdaki dokulara taşır. Dokulardan kan akışı kesildiğinde (iskemi), dokularda ciddi hasarlar meydana gelebilir, bunların en acil etkileri oksijen eksikliğinden (hipoksi) kaynaklanır. İskemik inme, beynin belirli bir bölgesine kesilen kan akışının bir sonucudur. İskemik inmeden kaynaklanan beyin hasarı, damar tıkanmasından birkaç dakika sonra ortaya çıkabilir ve genellikle zayıflatıcı ve kalıcı etkilere sahip olabilir 1,2. İskemik inme sonrası fizyopatolojiyi değerlendirmek ve yeni tedavileri tanımlamak ve test etmek için son derece değerli bir strateji, laboratuarda küçük hayvan modellerinin kullanılmasıdır. Laboratuvarda keşfedilen tedaviler, klinik kullanıma çevrilmeyi ve hastaların yaşamlarını iyileştirmeyi amaçlamaktadır. Bununla birlikte, biyomedikal araştırmalarda hayvanların kullanımı, Russell ve Burch'un 3R ilkelerine göre dikkatlice değerlendirilmelidir: değiştirme, azaltma ve iyileştirme3. İndirgeme bileşeninin amacı, veri toplamadan ödün vermeden hayvan sayısını azaltmaktır. Bunu akılda tutarak, lezyon evrimini noninvaziv görüntüleme yoluyla uzunlamasına değerlendirebilmek, gerekli hayvan sayısını azaltmanın yanı sıra her bir hayvandan elde edilen bilgileri en üst düzeye çıkarmada büyük bir avantaj sağlar4.
Fotoakustik tomografi (PAT), optik absorpsiyon kontrastını ultrason görüntüleme uzamsal çözünürlük5 ile birleştiren hibrid bir görüntüleme yöntemidir. PAT'ın görüntüleme mekanizması aşağıdaki gibidir. Görüntülenen hedef üzerinde bir uyarma lazer darbesi aydınlatılır. Hedefin uyarma lazerinin dalga boyundaki ışığı emdiğini varsayarsak, sıcaklık artacaktır. Sıcaklıktaki bu hızlı artış, hedefin termoelastik bir genişlemesine neden olur. Genişleme, bir ultrason dalgasının hedeften dışarı yayılmasına neden olur. Ultrason dalgasını birçok pozisyonda tespit ederek, dalganın hedeften dedektörlere yayılması için gereken süre, bir rekonstrüksiyon algoritması aracılığıyla bir görüntü oluşturmak için kullanılabilir. PAT'ın derin doku bölgelerinde optik absorpsiyonu tespit etme yeteneği, PAT'ı dokuların farklı akustik empedanslarının sınırlarını tespit eden ultrason görüntülemeden ayırır5. Görünür ve yakın kızılötesi spektrumlarda, organizmalarda bol miktarda bulunan birincil yüksek emici biyomoleküller hemoglobin, lipitler, melanin ve su7'dir. İnme çalışmasında özellikle ilgi çekici olan hemoglobindir. Oksihemoglobin ve deoksihemoglobin farklı optik absorpsiyon spektrumlarına sahip olduklarından, PAT, proteinin iki durumunun nispi konsantrasyonunu belirlemek için çoklu uyarma lazer dalga boyları ile kullanılabilir. Bu, hemoglobinin oksijen doygunluğunun (sO2) veya kan oksijenasyonunun, enfarktüs bölgesi 8,9'un içinde ve dışında ölçülmesini sağlar. Bu, iskemik inmede önemli bir önlemdir, çünkü iskemi sonrası hasarlı beyin dokusundaki oksijen seviyesini gösterebilir.
Akustik anjiyografi (AA), vaskülatürün morfolojisini in vivo10 olarak görüntülemek için özellikle yararlı olan kontrastlı bir ultrason görüntüleme yöntemidir. Yöntem, görüntüleme konusunun dolaşım sistemine enjekte edilen mikro kabarcıklarla birlikte çift elemanlı bir sallanan dönüştürücünün (düşük frekanslı bir eleman ve yüksek frekanslı bir eleman) kullanılmasına dayanır. Transdüserin düşük frekanslı elemanı, mikrokabarcıkların rezonans frekansında (örneğin, 2 MHz) iletmek için kullanılırken, yüksek frekanslı eleman mikro kabarcıkların süper harmonik sinyallerini almak için kullanılır (örneğin, 26 MHz). Bir rezonans frekansında uyarıldığında, mikrokabarcıklar güçlü bir doğrusal olmayan tepkiye sahiptir, bu da çevredeki vücut dokularının11 üretmediği süper harmonik sinyallerin üretilmesine neden olur. Yüksek frekanslı bir elemanla alarak, bu sadece mikro kabarcık sinyallerinin algılanmasını sağlar. Mikrokabarcıklar kan damarlarıyla sınırlı olduğundan, sonuç kan damarı morfolojisinin anjiyografik bir görüntüsüdür. AA, iskemik inmeyi görüntülemek için güçlü bir yöntemdir, çünkü dolaşım sisteminden akan mikro kabarcıklar tıkanmış damarlardan akamaz. Bu, AA'nın beynin enfarktüs bölgesini gösteren iskemik inme nedeniyle perfüze edilmeyen bölgelerini tespit etmesini sağlar.
Preklinik iskemik inme araştırmaları genellikle inmenin yerini ve şiddetini değerlendirmek için histoloji ve davranış testlerinin kullanımına dayanır. Trifeniltetrazolyum klorür (TTC) boyaması, inme enfarktüs hacmini belirlemek için kullanılan yaygın bir histolojik analizdir. Bununla birlikte, hayvanın ötenazi yapılmasını gerektirdiğinden yalnızca bir uç noktada kullanılabilir12. Davranış testleri, birden fazla zaman noktasında motor fonksiyon bozukluğunu belirlemek için kullanılabilir, ancak nicel anatomik veya fizyolojik değerler sağlayamazlar13. Biyomedikal görüntüleme, iskemik inmenin etkilerini noninvaziv ve boyuna incelemek için daha nicel bir yaklaşım sağlar 9,14,15. Bununla birlikte, mevcut görüntüleme teknolojileri (küçük hayvanlı manyetik rezonans görüntüleme [MRG] gibi) yüksek bir maliyetle gelebilir, eşzamanlı yapısal ve fonksiyonel bilgi sağlayamaz veya sınırlı penetrasyon derinliğine sahip olabilir (çoğu optik görüntüleme tekniği gibi).
Burada, fotoakustik, ultrason ve anjiyografik tomografiyi (PAUSAT; Şekil 1'deki sistem diyagramına bakınız) birleştiriyoruz, bu da iskemik inme16 sonrası kan perfüzyonu ve oksijenasyonun tamamlayıcı yapısal ve fonksiyonel bilgilerini sağlıyor. Bunlar, yaralanmanın ciddiyetini değerlendirmede ve iyileşmeyi veya tedavilere yanıtı izlemede iki önemli husustur. Bu entegre görüntüleme yöntemlerinin kullanılması, her hayvan tarafından elde edilen bilgi miktarını artırabilir, gerekli hayvan sayısını azaltabilir ve iskemik inme için potansiyel tedavilerin incelenmesinde daha fazla bilgi sağlayabilir.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/65319/65319fig01.jpg"> Şekil 1: PAUSAT diyagramı. (A) PAT için kullanılan lazer ve OPO dahil olmak üzere PAUSAT sisteminin tam şeması. (B) İki ultrason transdüseri de dahil olmak üzere PAUSAT sisteminin iç görünümü. Çift elemanlı yalpalayan transdüser hem B modu ultrason hem de AA için kullanılır ve doğrusal dizi dönüştürücü PAT için kullanılır. Her iki transdüser de aynı 2D motorlu aşamaya monte edilmiştir ve taramanın hacimsel veriler üretmesine izin verir. Bu rakam16'dan değiştirilmiştir. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65319/65319fig01large.jpg" target="_blank">Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayın.</a>

<table><tbody><tr><td>20 GA kateter</td><td>BD Insyte Autoguard Kanatlı</td><td>381534</td><td>Fare entübasyonu için</td></tr><tr><td>2,3,5-Trifeniltetrazolyum klorür</td><td>Sigma</td><td>T8877</td><td>Doğrulama için TTC boyama beyni için gerekli</td></tr><tr><td>532nm Lazer</td><td>Quantel</td><td>Q-smart 850</td> PAT Otomatik Ventilatör Rovent Jr. <td>için OPO'yu pompalamak için kullanılan lazer</td></tr><tr><td>.</td><td>Kent Scientific</td><td>RV-JR</td><td>Cerrahi işlem sırasında fareleri anestezi altında tutmak için</td></tr><tr><td>Siyah örgülü ipek 4-0 USP</td><td>Cerrahi Uzmanlıklar</td><td>SP116</td><td>pMCAO ameliyatı için boyundaki dikişler için kullanılır</td></tr><tr><td>Bupivakain</td><td>Hospira</td><td>0409-1159-18</td><td>Cerrahi işlem sırasında yaraları kapatmadan önce kullanılır</td></tr><tr><td>C57BL/6 Fareler</td><td>Jackson Lab</td><td>#000664</td><td>İskemik inmeyi incelemek için kullanılan fareler (2-6 aylık erkek/kadın)</td></tr><tr><td>Şeffaf sütür</td><td>Ethicon</td><td>8606</td><td>Yarayı kapatmak için kullanılır (PT inme ve pMCAO). Şeffaf bir sütür PAT Cold</td></tr><tr><td>Light LED</td><td>Schott</td><td>KL 1600</td> ile etkileşime girmez <td>PT vuruşu oluşturmak için gereklidir</td></tr><tr><td>Tek Kullanımlık Tıraş Bıçağı</td><td>Accutec Bıçakları</td><td>74-0002</td><td>Fare beynini kesitlemek için</td></tr><tr><td>Elektrikli matkap</td><td>JSDA</td><td>JD-700</td><td>pMCAO prosedürü sırasında MCA'yı açığa çıkarmak için kullanılır</td></tr><tr><td>Elektrokoterizasyon aracı</td><td>Islak Alan</td><td>Islak Alan Bipolar-RG</td><td>pMCAO prosedürü sırasında delme işleminden sonra kan akışını durdurur</td></tr><tr><td>Epilasyon jeli</td><td>Veet</td><td>8282651</td><td>Görüntülemeden önce faredeki tüyleri almak için kullanılır</td></tr><tr><td>Yüksek Sıcaklık Koter Döngü Ucu</td><td>BOVIE Medical Corporation</td><td>REF AA03</td><td>Temporal kası kafatasından ayırırken kanamayı önlemek için kullanılır</td></tr><tr><td>IR Dedektör Kartı</td><td>Thorlabs</td><td>VRC5</td><td>Işık yolunun hizalandığından</td></tr> <tr><td>emin olmak için kullanılırLazer Güç Ölçer</td><td>Ophir</td><td>StarBright, P / N 7Z01580</td><td>Görüntülemeden önce lazer enerjisini kalibre etmek için kullanılabilir</td></tr><tr><td>Lazer Benek Görüntüleme Sistemi</td><td>RWD Life Science Co.</td><td>RFLSI-III</td><td>İnme cerrahisi başarısını doğrulamak için kullanılabilir</td></tr><tr><td>Kayganlaştırıcı Göz Merhemi</td><td>Yatıştırıcı</td><td>AB31336</td><td>Gözlerin kurumasını önlemek için kullanılabilir</td></tr><tr><td>Manuel olarak ayarlanabilen aşama</td><td>Thorlabs</td><td>L490</td><td>Çoklu odak derinliği AA görüntüleme için özel rampa ile kullanılır</td></tr><tr><td>Modifiye Vega Görüntüleme Sistemi</td><td>Perkin Elmer</td><td>LLA00061</td><td>Hem B-modu/AA hem de PAT dönüştürücüleri</td></tr> <tr><td>içeren sistemOptik Parametrik Osilatör</td><td>Quantel</td><td>versaScan-L532</td><td>Geniş bir aralıkta uyarma dalga boyunun ayarlanmasına izin verir</td></tr><tr><td>Programlanabilir Ultrason Sistemi</td><td>Verasonics</td><td>Vantage 256</td><td>Sistemin PAT parçası için kullanılır</td></tr><tr><td>Rose Bengal</td><td>Sigma</td><td>330000</td><td>PT inmesini indüklemek için gereklidir</td></tr><tr><td>Sütür</td><td>LOOK</td><td>SP116</td><td>CCA Sıcaklığının kalıcı ligasyonu için kullanılır</td></tr><tr><td> Contoller</td><td>Physitemp</td><td>TCAT-2</td><td>Prosedürler sırasında farelerin vücut sıcaklığının stabil kalması için kullanılır</td></tr><tr><td>VesselVue Microbubbles</td><td>Perkin Elmer</td><td>P-4007001</td><td>Akustik anjiyografi için kullanılır (2.43 & kez; 10^9 mikro kabarcık / mL)</td></tr></tbody></table>

İskemik İnmenin nonİnvaziv tüm beyin görüntülemesi için entegre fotoakustik, ultrason ve anjiyografik tomografi (pausat)

Integrated Photoacoustic, Ultrasound, and Angiographic Tomography (PAUSAT) for NonInvasive Whole-Brain Imaging of Ischemic Stroke

Burada, üç akustik tabanlı görüntüleme teknolojisini birleştiren yeni geliştirilen noninvaziv görüntüleme sistemimizi kullanan deneysel bir iskemik inme çalışması sunulmaktadır: fotoakustik, ultrason ve anjiyografik tomografi (PAUSAT). Bu üç modalitenin birleştirilmesi, beyin kan oksijenasyonunun multispektral fotoakustik tomografisinin (PAT), beyin dokusunun yüksek frekanslı ultrason görüntülemesinin ve serebral kan perfüzyonunun akustik anjiyografisinin elde edilmesine yardımcı olur. Multi-modal görüntüleme platformu, inme sonrası tüm fare beynindeki serebral perfüzyon ve oksijenasyon değişikliklerinin incelenmesine izin verir. Yaygın olarak kullanılan iki iskemik inme modeli değerlendirildi: kalıcı orta serebral arter tıkanıklığı (pMCAO) modeli ve fototrombotik (PT) model. PAUSAT, bir inmeden önce ve sonra aynı fare beyinlerini görüntülemek ve her iki vuruş modelini de nicel olarak analiz etmek için kullanıldı. Bu görüntüleme sistemi, iskemik inme sonrası beyin vasküler değişikliklerini, inme enfarktüs bölgesinde (ipsilateral) yaralanmamış dokuya (kontralateral) kıyasla önemli ölçüde azalmış kan perfüzyonu ve oksijenasyon da dahil olmak üzere açıkça gösterebildi. Sonuçlar hem lazer benek kontrast görüntüleme hem de trifeniltetrazolyum klorür (TTC) boyaması ile doğrulandı. Ayrıca, her iki inme modelinde de inme enfarktüsü hacmi, TTC boyama ile temel gerçek olarak ölçülmüş ve doğrulanmıştır. Bu çalışma sayesinde, PAUSAT'ın iskemik inmenin noninvaziv ve uzunlamasına preklinik çalışmalarında güçlü bir araç olabileceğini gösterdik.

Beyindeki kan damarı morfolojisinin görüntülenmesi AA, dolaşım sistemindeki rezonans frekanslarında heyecan verici mikrokabarcıklar ve mikro kabarcıkların süper harmonik tepkisini alarak kan damarı morfolojisi görüntüleri üretir. Manuel olarak ayarlanabilen bir sahneye bağlı özelleştirilmiş rampayı (Şekil 2C) kullanarak, fare beynini AA modu ile iki farklı odak derinliğinde görüntüleyebiliriz. Daha derin bölgeler hedeflendiğinde, daha yüzeysel bölgeler (serebral korteks g...

Bu çalışma, iskemik inmenin noninvaziv görüntülenmesi için multimodal ultrason tabanlı bir görüntüleme platformunun kullanımını göstermektedir. Bu sistem, fotoakustik görüntüleme yoluyla kan oksijenasyonunun ölçülmesine ve akustik anjiyografi ile beyindeki bozulmuş perfüzyonun ölçülmesine izin verir.

İskemik İnmenin Nonİnvaziv Tüm Beyin Görüntülemesi için Entegre Fotoakustik, Ultrason ve Anjiyografik Tomografi (PAUSAT)

Presented here is an experimental ischemic stroke study using our newly developed noninvasive imaging system that integrates three acoustic-based imaging ...

Birkaç deneysel zorluk var. Örneğin, kafa derisinde saç varlığı, elde edilen görüntülerde artefaktlara neden olabilir. Hayvanın yaşı da önemli bir rol oynar, çünkü kafatasının kalınlığı şu anda daha derin sinyallerin tespiti için bir sınırlamadır.Birçok tamamen optik görüntüleme tekniği invaziv bir prosedür gerektirir ve sadece yaklaşık bir milimetre derinliğinde görüntü verebilir. PAUSAT ile hem ultrason hem de optik görüntülemenin avantajlarını birleştiriyoruz. İskemik inmeyi çevreleyen hem yapısal hem de fonksiyonel bilgileri tamamen güvenli ve non-invaziv bir şekilde elde edebiliriz.Aynı hayvandan tedavi gören veya olmayan bir yaralanmanın evrimini farklı zaman noktalarında değerlendirebilmek, çok değerli bilgiler toplamamızı sağlar. Ve ayrıca farklı çalışmalar için gerekli hayvan sayısını azaltmak. Hem fotoakustik hem de ultrason görüntüleme için görüntüleme hızını, derinliğini, çözünürlüğünü ve kontrastını iyileştirmenin yolları üzerinde sürekli çalışıyoruz.Daha iyi görüntüleme sistemleriyle, daha temel biyolojik soruları cevaplayabilir ve yeni deneysel tedavileri değerlendirebiliriz.

integrated-photoacoustic-ultrasound-angiographic-tomography-pausat

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Sinirbilim

Kaynak: Giustetto, P., et. al., Non-invaziv Parankimal, Vasküler ve Metabolik Yüksek Frekanslı Ultrason ve Fotoakustik Sıçan Derin Beyin Görüntüleme. J. Vis. Uzm. (2015)Bu videoda, sıçan beynindeki damar sistemini ve hemoglobin içeriğini incelemek için yüksek frekanslı ultrason ve fotoakustik görüntülemenin kullanımını gösteriyoruz. Bu yöntem, beyin perfüzyonu ve kan oksijenasyonu hakkında ayrıntılı bilgiler sağlayarak beyin vasküler yapılarının ve oksijen dağılımının invaziv olmayan analizini...

Sıçan Beyin Hemodinamiğinin Non-İnvaziv Yüksek Frekanslı Ultrason ve Doppler Görüntülemesi

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

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

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

Bu makalede, TMS ve fMRI beyin stimülasyonu varsayılan ağ üzerinde etkilerini incelemek için kombinasyonu ile ilgili metodoloji ve düşünceler inceleyin.

Varsayılan Modu Ağ inceleyin Transkraniyal Manyetik Uyarım ve fMRI birleştiren

Bu makalede, Fragile X sendromu ve otistik spektrum bireyler muzdarip kişilerde kortikal plastisite Theta-Burst TMS stimülasyon etkilerini araştırmak.

TMS: Fragile X Sendromu ve Otizm Bireylerde Plastisite, Mechasnism keşfedin Theta-Burst Protokolü kullanma

Bu makalede, motif phosphenic sunumlar indüklenen TMS görsel olarak ilgili devlet bağımlılık etkisini incelemek.

TMS Devlet Bağımlılık Etkileri: Motive Phosphene Davranış Bir Bakış

Bu makalede, biz Neuronetics NeuroStar TMS cihaz kullanarak FDA onaylı depresyon tedavi protokolü ile ilgili metodoloji ve düşünceler inceleyin.

NeuroStar TMS Aygıt: FDA yürütülmesi Depresyon Tedavisinde Protokolü Onaylandı

Hastalarda akut iskemik inme sonucu beyin kan akımı hızlı restorasyonu bağlıdır. Bu iletişim kuralı bu hastalarda yönetimi peri-usul zamanlamaları en aza indirilmesi ve hastane giriş reperfüzyon olabildiğince kısa süre işleme en iyi duruma getirme amaçlamaktadır.

Endovasküler Tedavisi akut iskemik inme için en iyi duruma getirilmiş yönetimi

Bu yordamı genel amacı fare modelleri iskemik inme kan - beyin bariyerini bozulma vivo içinde değerlendirmesi için son derece tekrarlanabilir bir teknik sağlamaktır.

Kan - beyin bariyerini bozulma iskemik inme, bir fare modeli Vivo içinde değerlendirilmesi

Keşfedin, PAUSAT ile iskemik inmeyi fotoakustik görüntüleme ve akustik anjiyografi kullanarak güvenli ve non-invaziv şekilde değerlendirin. Bu yöntem, farelerde kan akışı ve oksijenasyon değişikliklerini zamana bağlı olarak izleyerek hayvan kullanımını azaltır ve tedavi yanıtlarını anlamaya yardımcı olur.

İskemik İnmenin Nonİnvaziv Tüm Beyin Görüntülemesi için Entegre Fotoakustik, Ultrason ve Anjiyografik Tomografi (PAUSAT)

Daha fazla video keşfet