Одновременная оценка церебральной гемодинамики и свойств рассеяния света

Neuroscience

Your institution must subscribe to JoVE's Neuroscience section to access this content.

Fill out the form below to receive a free trial or learn more about access:

Welcome!

Enter your email below to get your free 10 minute trial to JoVE!





We use/store this info to ensure you have proper access and that your account is secure. We may use this info to send you notifications about your account, your institutional access, and/or other related products. To learn more about our GDPR policies click here.

If you want more info regarding data storage, please contact gdpr@jove.com.

 

Summary

Одновременная оценка церебральной гемодинамики и легких рассеивающих свойств в естественных условиях ткани головного мозга крыс продемонстрировано с использованием обычной многоспектральных диффузного отражения системы формирования изображения.

Cite this Article

Copy Citation | Download Citations

Nishidate, I., Mustari, A., Kawauchi, S., Sato, S., Sato, M. Simultaneous Evaluation of Cerebral Hemodynamics and Light Scattering Properties of the In Vivo Rat Brain Using Multispectral Diffuse Reflectance Imaging. J. Vis. Exp. (123), e55399, doi:10.3791/55399 (2017).

Please note that all translations are automatically generated.

Click here for the english version. For other languages click here.

Abstract

Introduction

Многоспектральное диффузное отражение изображение является наиболее распространенным методом получения пространственной карты собственных оптических сигналов (IOSs) в кортикальной ткани. IOSs наблюдается в головном мозге в естественных условиях в основном относится к трем явлениям: вариации в поглощении света и рассеивающие свойства из - за корковую гемодинамику, вариации в поглощении в зависимости от уменьшения или окисления цитохромов в митохондриях, и вариация в легких рассеивающих свойствах , индуцированных морфологическими изменения 1.

Свет в видимой области спектра (VIS), чтобы в ближней инфракрасной области (NIR) области спектра эффективно поглощается и рассеивается биологической ткани. Диффузное отражение спектр в естественных условиях мозга характеризуются спектрами поглощения и рассеяния. Уменьшенные коэффициенты рассеяния ц S 'мозговой ткани в результате диапазона длин волн VIS-к-НКА в однообразном рассеянии экспоната спектраМеньших величин при более длинных волнах. Спектр приведенных спектров рассеяния μ s '(λ) можно аппроксимировать в виде функции степенного закона 2 , 3 при μ s ' (λ) = a × λ -b . Сила рассеяния b связана с размером биологических рассеивателей в живой ткани 2 , 3 . Морфологические изменения ткани и снижение жизнеспособности живой ткани коры могут влиять на размер биологических рассеивателей 4 , 5 , 6 , 7 , 8 , 9 .

Оптическая система для мультиспектральной диффузно-отражательной визуализации может быть легко построена на лампе накаливания liGht, простые оптические компоненты и монохроматическое устройство с зарядовой связью (CCD). Поэтому для оценки корковой гемодинамики и / или тканевой морфологии 10 , 11 , 12 , 13 , 14 , 15 , 16 , 17 , 18 использовались различные алгоритмы и оптические системы для мультиспектрального диффузного отражения.

Метод, описанный в этой статье, используется для визуализации как гемодинамики, так и светорассеяния тканей головного мозга крысы in vivo с использованием традиционной мультиспектральной диффузно-отражательной системы формирования изображения. Преимущества этого метода над альтернативными методиками - это способность оценивать пространственно-временные изменения как в мозговой гемодинамике, так и в кортикальной тканиморфологии, а также его применимость к различным моделям дисфункции мозга животных. Таким образом, этот метод будет целесообразен для исследований травматического повреждения головного мозга, эпилептического припадка, инсульта и ишемии.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Уход за животными, подготовка и экспериментальные протоколы были одобрены Исследовательским комитетом животных Токийского университета сельского хозяйства и технологий путем. По этой методике, крыса находится в контролируемой среде (24 ° С, 12 ч свет / темнота цикла), с пищей и водой , доступными по желанию.

1. Построение системы Обычного Multispectral диффузного отражение изображений

  1. Крепление девять узкополосные интерференционные оптические фильтры с центром длинах волн 500, 520, 540, 560, 570, 580, 600, 730 и 760 нм до фильтрующих отверстий моторизованного фильтра колеса.
  2. Построить мультиспектральную систему формирования изображения с использованием широкополосного источника белого света, моторизованный фильтра колесо с указанного выше набора узкополосных интерференционных фильтров, световод, собирающей линзы, видео-зум-объектив, а также монохроматического ПЗС-камеры. Расположение оптических компонентов, показанных на фиг.2, может быть использована для гоявляется процедура строительства.
    Примечание: Угол освещения приблизительно 45 ° по отношению к поверхности образца.
  3. Включите источник света лампы галогена, чтобы осветить поверхность образца с помощью интерференционного фильтра, световода, и собирающей линзы.
  4. Откройте управляющее программное обеспечение камеры CCD.

2. Подготовка животных

Примечание: В этом протоколе, крыса не использовалась для будущих экспериментов и была принесена в жертву сразу после измерений мультиспектральных изображений.

  1. Подключение входного отверстия индукционной камеры к выходному порту анестезии машины с трубкой. Подключение выходного порта индукционной камеры к впускному отверстию машины анастезии со второй трубкой.
  2. Поместите крысу в индукционной камеру и индуцировать анестезию с 5,0% изофлураном. Поддержание анестезии на глубине, так что крыса не реагирует на носок щепотку. LДо 2,0% изофлурана, используя вращающуюся ручку на анестезиологической машине.
  3. Закрепите голову крысы в ​​стереотаксической рамке. Прикрепите мундштук для анестезии к стереотаксической рамке.
  4. Соедините впускной канал мундштука с выходным отверстием анестезиологического аппарата с помощью трубки. Соедините выходное отверстие мундштука со впускным отверстием машины для анестезии с помощью трубки.
  5. Бритье головы области за перспективный разрез сайта с помощью машинки для стрижки волос, пока поверхность кожи появляется.
  6. Сделайте продольный разрез длиной около 20 мм вдоль средней линии головы с помощью хирургического скальпеля ( рис . 1 (а) ) и обнажите подкожные соединительные ткани ( рис. 1 (б) ).
  7. Удалите подкожные соединительные ткани, используя острую кюретку или клешню, и потяните ее к обеим сторонам головы, чтобы обнажить кость черепа ( рис. 1 (c) ).
  8. Выкопайте эллипсоидальный ров на кости черепа внутри черепного сутура(ы венечный шов, сагиттальный шов и ламбдовидные шовное) с помощью дрели высокоскоростной (Рисунок 1 (d)).
  9. Медленно и гомогенно выкопать кости черепа внутри кювет с помощью дрели высокой скорости.
  10. Слегка нажмите на поверхности утонченного черепа с кончиком пинцета, чтобы оценить толщину и прочность костной ткани после того, как появляются церебральные кровеносные сосуды. Если Утонченная область черепа угнетает легко, прекратить снижение кости черепа с бура с высокой скоростью.
  11. Вырезать эллипсоидальную границу линию утонченного черепа по частям, используя кончик пинцета или небольших хирургических ножниц.
  12. Снимите утонченный череп с поверхности мозга медленно и осторожно, используя клешню.
  13. Аккуратно омывать черепной окно с физиологическим раствором и покрыть ее с прозрачной стеклянной пластиной толщиной около 0,1 мм.

3. Регулирование фракции вдыхаемого кислорода

Примечание: Дыхательная Кондиции может быть изменен путем регулирования фракции вдыхаемого кислорода (FiO 2).

  1. Используя трубку, соединить первый порт разъема с Y-образной трубки (разъем 1) к первому порту другого соединителя Y-образной трубки (разъем 2).
  2. Подключение входного отверстия мундштука ко второму порту соединителя трубки 1.
  3. Использование трубки, подключить третий порт соединителя трубы 1 к устройству концентрации кислорода монитора.
  4. С трубкой, подключить второй порт соединителя трубы 2 к выпускному отверстию анестезии машины.
  5. Использование трубки, подключить третий порт соединителя трубы 2 к выпускному отверстию устройства газовой смеси.
  6. Подключите один впускной порт устройства газовой смеси до высокого давления 95% O 2 - 5% CO 2 , газовый баллон с использованием трубки.
  7. Подключите другой впускной порт устройства газовой смеси с высоким давлением 95% N 2 - 5% CO 2 газового баллона с использованием трубки.
  8. Изменение скорости потока газа уплотнительнойе О 2 и N 2 с помощью поворотных регуляторов на устройстве газовой смеси.
  9. Проверить и отрегулировать FiO 2 с помощью устройства концентрации кислорода монитора.

4. Приобретение отражательных изображений Multispectral рассредоточенного

  1. Приобретение эталонных изображений
    Примечание: Оптические компоненты, используемые в данном эксперименте, такие как источник света, оптическое волокно, и детекторы имеют свои собственные спектральные характеристики. Таким образом, интенсивность света проходит через эти компоненты должны быть записаны в качестве опорного изображения. Эталонное изображение является изображением, полученным с помощью стандартного белого диффузора освещенного света от источника света.
    1. Поместите стандартный белый диффузор на сцене в горизонтальном направлении.
    2. Фокус объектив камеры на поверхности белого диффузора, вращая кольцо масштабирования на баррель.
    3. Отрегулируйте время интегрирования камеры, выбрав нужное значение изВыпадающий список времен интеграции в рабочем программном обеспечении камеры, так что наибольшее количество света вырабатывает сигнал, который составляет приблизительно 75% от максимального числа отсчетов. Наблюдая гистограмму значений пикселей, отрегулируйте время интегрирования, пока уровень интенсивности сигнала не составит приблизительно 75% максимального значения.
    4. Выберите команду «сохранить» в меню «Файл», чтобы сохранить изображение в файл.
    5. Измените расположение фильтра, вращая колесо фильтра.
    6. Сохраните изображение на других длинах волн в соответствии с процессом, описанным выше. Имя файла должно идентифицировать образец и используемую длину волны ( например, W500, W520, W540 ... W760).
  2. Приобретение образцов изображений
    Примечание. Изображения интенсивности диффузно отраженного света облученного мозга крыс на девяти длинах волн фиксируются и сохраняются на жестком диске персонального компьютера, используя те же условия приема.
    1. Осторожно поместите rна на сцене и медленно отрегулировать уровень ступени, так что камера может фокусироваться на поверхности мозга крысы.
    2. Выберите команду «Сохранить» из меню файла, чтобы сохранить изображение в файл.
    3. Изменение расположения фильтра путем поворота фильтра колеса.
    4. Сохранение изображения на других длинах волн, в соответствии со способом, описанным выше. Имя файла должно определить образец и длину волны (например, R500, R520, R540 ... R760).
  3. Приобретение темных изображений
    Примечание: ПЗС-камера может генерировать интенсивность света в ответ на электрический сигнал. Тем не менее, есть некоторые незначительные выход из-за шума в электрических цепях и детекторов, даже если свет не попадает на детектор; это называется темновой ток шума. Для того, чтобы точно измерить спектральную интенсивность света, темная составляющая тока должна быть записана в виде темного изображения, а затем вычитается из измеренного сигнала. Темное изображение является взятие изображенияп с путем света блокируется.
    1. Выключить источник света галогенной лампы.
    2. Блокировать световой путь к системе ПЗС-камеры с помощью экранирующей пластины.
    3. Выберите команду «Сохранить» из меню файла, чтобы сохранить изображение в файл. Имя файла должно идентифицировать образец (например, темный).

5. Визуализируя Гемоглобин Содержание и светорассеяние параметра

Примечание: Набор мультиспектральных изображений диффузного отражения сохраняется на жесткий диск персонального компьютера и проанализировано в автономном режиме. Множественный регрессионный анализ автоматизированного с помощью моделирования методом Монте - Карло 19 мультиспектральных диффузных изображений отражения в девяти длин волн (500, 520, 540, 560, 570, 580, 600, 730 и 760 нм) Затем выполняется для визуализации двумерной карты окисленной концентрации гемоглобина, дезоксигенированная концентрация гемоглобина, общая концентрация гемоглобина, регионального мозгового насыщение кислорода и экскрементыдящая власть. Подробный алгоритм был опубликован в литературе 17, 18.

  1. Вычесть темное изображение как от эталонного изображения и изображения образца на каждую длину волны.
  2. Нормализация изображение образца по эталонному изображению на каждой длине волны. Treat нормализованного изображения в качестве диффузного отражательных изображений R.
  3. Вычислить оптическую плотность (или оптической плотности) изображения А, беря логарифм обратной величины диффузного отражения изображения R на каждой длине волны:
    Уравнение 1 (1)
  4. Генерировать трехмерную матрицу путем укладки оптической плотности изображения в порядке их длин волн, где х - у самолета показывает структурную информацию , полученную на поверхности мозга , а г ось показывает спектральную информацию.
  5. Пеrform множественный регрессионный анализ для поглощения спектра А (X) в каждой координатные.
  6. Используйте абсорбцию спектр А (Х) в качестве зависимого переменного и молярного коэффициента экстинкции спектров оксигемоглобина е ГБО (X) и венозной гемоглобина х H (X) в качестве независимой переменных для шага 5.5 (опубликованные значений ε ГБО (λ) и ε HBr (λ), приведены в таблице 1).
  7. Проверьте двумерные карты (изображения) из трех коэффициентов множественной регрессии с ГБО с HBr, и 0.
  8. Сформировать трехмерную матрицу путем наложения изображения нескольких коэффициентов регрессии в порядке с ГБО в HBR, и 0, где y показывает структурную информацию, полученную для поверхности мозга, а ось z показывает коэффициенты множественной регрессии.
  9. Рассчитайте концентрацию оксигенированного гемоглобина C HbO , концентрацию дезоксигенированного гемоглобина C HbR и мощность рассеяния b из набора коэффициентов множественной регрессии a HbO , a HbR и a 0 при каждой координате xy, используя следующие эмпирические формулы (значения β HbO , i , β HbR , i и β 0, i ( i = 0,1,2,3) представлены в таблице 2 ):
    Уравнение 2 (2)
    Уравнение 3 (3)
    Уравнение 4 (4)
  10. Проверьте двумерные карты (образов) окисленного концентрации гемоглобина С ГБО, в деоксигенированной концентрации гемоглобина С HBr, а мощность рассеяния б.
  11. Рассчитать двумерную карту общей концентрации гемоглобина C HBT путем суммирования C ГБО и C HBr при каждом х - координаты у.
  12. Рассчитать двумерную карту регионального мозгового насыщения кислородом RSO 2 путем деления концентрации гемоглобина кислородом С ГБО от общей концентрации гемоглобина C HBT в каждой точке х - координаты у.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Характерные спектральные изображения диффузного отражения , полученной из в естественных мозга крыс показаны на фигуре 3. Изображения на 500, 520, 540, 560, 570, и 580 нм четко визуализировать плотную сеть кровеносных сосудов в коре головного мозга. Ухудшение контраста между кровеносными сосудами и окружающими тканями, наблюдаемыми в изображениях при 600, 730 и 760 нме отражает более низкое поглощение света гемоглобина на дольше и NIR длины волн.

На рисунке 4 показаны репрезентативные оцениваемых изображения экспонированной мозга крысы для концентрации гемоглобина кислорода, дезоксигенированной концентрации гемоглобина, общей концентрации гемоглобина, регионального мозгового насыщения кислорода, и рассеяния мощности. Как и следовало ожидать от диффузного отражения изображений на более коротких волнах на рисунке 3, общей концентрации гемоглобина в крови VESСель области выше, чем в области, окружающей ткани. С другой стороны, окисленные концентрации гемоглобина в артериол выше, чем в венул за счет гемоглобина в артериальной крови является гораздо более насыщенной кислородом, чем в венозной крови. Таким образом, распределение артериол и венул можно четко различить оцененного изображения регионального насыщения кислородом.

Типичные оцененные изображения экспонированной мозга крыс при изменении FiO 2 для диффузного отражения при 500 нм г (500), концентрации окисленного гемоглобина C ГБО, концентрации венозная гемоглобина C HBr, концентрации общего гемоглобина C HBT, регионального мозгового насыщения кислородом RSO 2, и рассеяние мощности б показаны на рисунке 5. Значение RSO 2 увеличено в соответствии с условиями гипероксическихи снижение удивительно после индукции бескислородных условий. Значение Ь слегка увеличивалось в течение периода от начала до аноксии остановки дыхания, в то время как постоянно уменьшались в течение периода от 5 мин до 30 мин после начала аноксии. Эти изменения в значении б свидетельствовали о морфологических изменений, таких как отеки и усадки клеточных и субклеточных структур, вызванных потерей жизнеспособности ткани в головном мозге.

Рисунок 1
Рисунок 1: Стадия в хирургической экспозиции в коре головного мозга крыс. Пожалуйста , нажмите здесь , чтобы посмотреть увеличенную версию этой фигуры.

фигура 2
Рисунок 2: Принципиальная схема экспериментальной установки для введения анестезии и изменения доли кислорода во вдыхаемом воздухе. Пожалуйста , нажмите здесь , чтобы посмотреть увеличенную версию этой фигуры.

Рисунок 3
Рисунок 3: Представитель Многоспектральный диффузной отражательной Изображения на 500, 520, 540, 560, 570, 580, 600, 730 и 760 нм, полученные из In vivo - мозга крысы. Пожалуйста , нажмите здесь , чтобы посмотреть увеличенную версию этой фигуры.

Рисунок 4
Рисунок 4: Представительные приблизительные Изображения экспонированной мозга крысы. <сильный> (а) Концентрация окисленного гемоглобина C ГБО, (б) концентрация дезоксигенированную гемоглобина C HBr, (с) концентрация общего гемоглобина C HBT, (г) регионального мозгового насыщения кислородом RSO 2, и (е) рассеяния мощности б. Пожалуйста , нажмите здесь , чтобы посмотреть увеличенную версию этой фигуры.

Рисунок 5
Рисунок 5: Типичные результаты экспонированной мозга крысы при изменении FiO 2. Изображения в естественных условиях крысы кортикальной ткани во время изменений в FiO 2 для диффузного отражения при 500 нм (500 г), концентрации гемоглобина кислородом C ГБО, концентрациивенозная гемоглобина C HBr, концентрации общего гемоглобина C HBT, регионального церебрального кислородного насыщения RSO 2, и рассеяние мощности б. Пожалуйста , нажмите здесь , чтобы посмотреть увеличенную версию этой фигуры.

<TR>
Длина волны нм ε ГБО (λ) ε HBr (λ)
500 113,03712 112.6548
520 130,69296 170,58384
540 287.4744 251.5968
560 176,11128 290.4552
570 240.2784 243.3888
580 270.5616 199,908
600 17,28 79,25688
730 2,106 5,95188
760 3,1644 8,36201

Таблица 1: Значения е ГБО и ε ГБО используется для множественного регрессионного анализа. Молярные коэффициенты экстинкции оксигемоглобина е ГБО и дезоксигенированного гемоглобина е HBr на каждой длине волны.

я β ГБО, я β HBr, я β б, я
0 -8,3302 -5,85271 -0,76587
1 4405.877 -143,23 53,34134
2 2740.622 3798.067 124.4656
3 -4,40454 -2,81699 -1,36919

Таблица 2: Значения бета ГБО, я, β HBr, я и & beta ; 0, I (I = 0,1,2,3) , используемых в эмпирических формул для C ГБО, C HBr, и б. Обратите внимание , что единицы C ГБО и C HBr , полученные из этих эмпирических формул являются объемная концентрация, в которой концентрация гемоглобина в цельной крови с чтением гематокрита 44% принимается равным 100% объемной концентрации гемоглобина. Эмпирические формулы для гемоглобина Концаations может быть получен из диффузных спектров отражения рассчитанных моделирования метода Монта - Карло легкой транспортировки 19. Подробный процесс для вывода эмпирических формул было описано в литературе 17, 18.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Наиболее важным шагом в этом протоколе является удаление из разреженной области черепа, чтобы сделать черепной окно; это должно быть выполнено тщательно, чтобы избежать неожиданного кровотечения. Этот шаг важен для получения высококачественного Multispectral диффузного отражения изображения с высокой точностью. Использование стереомикроскопа рекомендуется для хирургической процедуры, если это возможно. Небольшие кусочки желатиновой губки полезны для гемостаза.

Оптическая система описаны в этой статье проходит монохроматический свет через интерференционный фильтр, расположенный в передней части источника света. Это может быть изменено путем размещения фильтра колеса в передней части объектива видеокамеры или ПЗС-камере. В этом случае, однако, фокальная плоскость может быть переменной, если используются интерференционные фильтры с различной толщиной, и это приведет к ухудшению качества изображения. Необходимо удалить стеклянную пластину из черепного окна, если электрод записи вставленв кортикальной ткани для измерения электрофизиологических, такие как измерения электрического потенциала локального поля. В этом случае система формирования изображения может обнаружить нежелательное зеркальное отражение от поверхности коры. Эта проблему можно избежать, используя набор поляризационных пластин с скрещенными призмами Николя выравниванием.

Обычное устройство формирования изображения многоспектрального продемонстрирован в этой статье несколько отнимает много времени, чтобы использовать, поскольку положения фильтра в колесе изменяются механически. Это означает, что система формирования изображения захватывает каждое диффузное отражение последовательно изображения на другую длину волны точке. Из - за этого ограничения, эта система является недостаточным , чтобы захватить быстрый IOSs, такие как изменения в спектре отражения в связи с нейронными деятельности 20. Несмотря на то, насыщенный кислородом гемоглобин и венозная гемоглобина являются основными хромофоров в живой ткани головного мозга, другие хромофоры, такие как цитохром с оксидазы, флавинаденин-динуклеотид и никотинамид-аденин-динуклеотид, также вносят вклад в коэффициент поглощения в видимой области длин волн. Таким образом, расчетные значения C ГБО, C HBr, C HBT, RSO 2, и б может зависеть от незначительных хромофоров. Кроме того, этот подход интегрирует всю информацию вдоль направления глубины, поскольку она опирается на диффузное отражение. Таким образом, система визуализации не выполняет глубины с разрешением измерений.

Предпочтительно, чтобы алгоритм , используемый для данной системы также может быть применен к мультиспектральным диффузному отражению изображений , захваченным другими быстрыми спектральные методы визуализации, такие как акустооптический перестраиваемого фильтр 21, lenslet массива мульти-диафрагма с интерференционными фильтрами 22, и спектральные изображения реконструкции из RGB в изображении 17, 23. Использование предложенного алгоритма и быстрые спектральные методов вместе является перспективным подходом для оценки быстрой визуализации IOS, а также для использования в клинических ситуациях.

Большинство методы визуализации мозга многоспектрального на сегодняшний день в основном сосредоточены на кортикальной гемодинамику и метаболизме тканей, такие как церебральный объем крови, региональное мозговое насыщение кислорода, и церебральный метаболизм кислорода 10, 11, 12, 13, 14. Несколько существующих подходов оценки амплитуды рассеяния в предположении , что мощность рассеяния постоянна 15, 16. Однако, морфологические изменения тканей вследствие патофизиологических изменений и уменьшению жизнеспособности в живой ткани коры могут влиять на размер биологических рассеивателей ; 4, 5 , 6 , 7 , 8 , 9 . Поэтому важно оценить параметр рассеяния b количественно для оценки морфологии ткани головного мозга. Значение настоящей методики в отношении существующих методов заключается в ее способности одновременно измерять пространственно-временные изменения в мозговой гемодинамике и морфологии кортикальной ткани.

Что касается будущих приложений, этот алгоритм может быть использован для мониторинга функции мозга, жизнеспособности и жизнеспособности в кортикальной ткани различных моделей головного мозга, таких как черепно-мозговая травма, эпилептический припадок, инсульт и ишемия.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
150-W halogen-lamp light source Hayashi Watch Works Co., Ltd, Tokyo, Japan LA-150SAE
Light guide Hayashi Watch Works Co., Ltd, Tokyo, Japan LGC1-5L1000
Collecting lens Hayashi Watch Works Co., Ltd, Tokyo, Japan SH-F16
Interference filters l@ 500 nm Edmund Optics Japan Ltd, Tokyo, Japan #65088
Interference filters l@ 520 nm Edmund Optics Japan Ltd, Tokyo, Japan #65093
Interference filters l@ 540 nm Edmund Optics Japan Ltd, Tokyo, Japan #65096
Interference filters l@ 560 nm Edmund Optics Japan Ltd, Tokyo, Japan #67766
Interference filters l@ 570 nm Edmund Optics Japan Ltd, Tokyo, Japan #67767
Interference filters l@ 580 nm Edmund Optics Japan Ltd, Tokyo, Japan #65646
Interference filters l@ 600 nm Edmund Optics Japan Ltd, Tokyo, Japan #65102
Interference filters l@ 730 nm Edmund Optics Japan Ltd, Tokyo, Japan #65115
Interference filters l@ 760 nm Edmund Optics Japan Ltd, Tokyo, Japan #67777
Motorized filter wheel  Andover Corporation, NH, USA FW-MOT-12.5
8-bit monochromatic CCD camera THE IMAGINGSOURCE, Germany DMK21BU618.H
Video zoom lens Edmund Optics Japan Ltd, Tokyo, Japan VZMTM300i
Spectralon white standard with 99% diffuse reflectance Labsphere Incorporated, North Sutton, NH, USA SRS-99-020

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

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

Comments

0 Comments


    Post a Question / Comment / Request

    You must be signed in to post a comment. Please or create an account.

    Usage Statistics