L'évaluation simultanée de l'hémodynamique cérébrale et Light Scattering Propriétés du

Neuroscience

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Summary

L'évaluation simultanée de l'hémodynamique cérébrale et des propriétés de diffusion de la lumière du tissu cérébral de rat in vivo est démontrée à l'aide d'un système d'imagerie de réflectance diffus multispectral conventionnel.

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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).

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Abstract

Introduction

Multispectrale imagerie par réflectance diffuse est la technique la plus usuelle pour obtenir une carte spatiale des signaux optiques intrinsèques (IOS) dans le tissu cortical. IOS observée dans le principalement cerveau in vivo sont attribués à trois phénomènes: variations dans l' absorption de lumière et des propriétés de diffusion en raison de l' hémodynamique corticales, la variation de l' absorption en fonction de la réduction ou l' oxydation des cytochromes dans les mitochondries et les variations dans les propriétés de diffusion de la lumière induite par des altérations morphologiques 1.

La lumière dans le visible (VIS) à la plage spectrale de l'infrarouge proche (NIR) est efficacement absorbée et diffusée par les tissus biologiques. Le spectre de réflectance diffuse du cerveau in vivo est caractérisé par spectres d' absorption et de diffusion. Les coefficients de diffusion réduit u 's du tissu cérébral dans la gamme de longueurs d'onde VIS-NIR à la suite d'une exposition de spectre de diffusion monotoneing amplitudes plus petites longueurs d'onde plus longues. Le coefficient de diffusion réduit μ spectre S '(λ) peut être approchée à être sous la forme de la fonction de loi de puissance 2, 3 comme μ S' (λ) = a × λ -b. La puissance de diffusion b est liée à la taille de diffuseurs biologiques dans un tissu vivant 2, 3. Altérations morphologiques du tissu et de la réduction de la viabilité des tissus vivants cortical peuvent affecter la taille des diffuseurs biologiques 4, 5, 6, 7, 8, 9.

Système optique pour l'imagerie multispectrale de réflectance diffuse peut être facilement construit à partir d'un li incandescentcombattre la source, des composants optiques simples, et un dispositif à couplage de charge monochromatique (CCD). Par conséquent, divers algorithmes et des systèmes optiques pour l' imagerie multispectrale de réflectance diffuse ont été utilisées pour évaluer l' hémodynamique corticales et / ou la morphologie des tissus 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18.

La méthode décrite dans cet article permet de visualiser à la fois l'hémodynamique et les propriétés de diffusion de la lumière du tissu cérébral de rat in vivo en utilisant un système d'imagerie par réflectance diffuse multispectral classique. Les avantages de cette méthode par rapport aux techniques alternatives sont la capacité d'évaluer les changements spatio-temporels dans les deux hémodynamique cérébrales et tissus corticauxLa morphologie, ainsi que son applicabilité à différents modèles animaux de dysfonctionnement cérébral. Par conséquent, la méthode sera appropriée pour les enquêtes sur les lésions cérébrales traumatiques, les crises épileptiques, les accidents vasculaires cérébraux et l'ischémie.

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Protocol

soins des animaux, la préparation et les protocoles expérimentaux ont été approuvés par le Comité de recherche animale de Tokyo Université de l'Agriculture et de la technologie. Par cette méthodologie, le rat est logé dans un environnement contrôlé (24 ° C, 12 h cycle lumière / obscurité), avec de la nourriture et de l' eau disponibles ad libitum.

1. Construction d'un système conventionnel multispectral Imaging Réflectance Diffuse

  1. Mont neuf filtres d'interférence optique à bande étroite de longueurs d'onde de centre de 500, 520, 540, 560, 570, 580, 600, 730, et 760 nm pour les trous de filtration de la roue de filtre motorisée.
  2. Construction d'un système d'imagerie multispectrale à l'aide d'une source de lumière blanche à large bande, une roue de filtre motorisée à l'ensemble ci-dessus pour les filtres d'interférence à bande étroite, un guide de lumière, une lentille collectrice, une lentille de zoom vidéo et une caméra monochrome CCD. La disposition des composants optiques, représentés sur la figure 2, peut être nommé pour eest la procédure de construction.
    NOTE: L'angle d'illumination est d'environ 45 ° par rapport à la surface de l'échantillon.
  3. Allumer la source de lumière d'une lampe halogène pour éclairer la surface de l'échantillon par l'intermédiaire d'un filtre d'interférence, le guide de lumière et la lentille de collecte.
  4. Ouvrez le logiciel d'exploitation de la caméra CCD.

2. Préparation des animaux

NOTE: Dans ce protocole, le rat n'a pas été utilisé pour les futures expériences et il a été sacrifié immédiatement après les mesures des images multispectrales.

  1. Connecter le port d'entrée d'une chambre d'induction à l'orifice de sortie d'une machine d'anesthésie avec un tube. Connecter le port de sortie de la chambre d'aspiration à l'orifice d'entrée de l'appareil d'anesthésie avec un second tube.
  2. Placez le rat dans la chambre d'induction et induire une anesthésie avec 5,0% d'isoflurane. Maintenir l'anesthésie à une profondeur telle que le rat ne répond pas aux pincements des orteils. Lower à 2,0% d'isoflurane à l'aide d'un bouton rotatif sur l'appareil d'anesthésie.
  3. Fixer la tête de rat dans un cadre stéréotaxique. Fixer un porte-parole de l'anesthésie au cadre stéréotaxique.
  4. Connecter le port d'entrée de l'embout buccal à l'orifice de sortie de l'appareil d'anesthésie avec un tube. Connecter le port de sortie de l'embout buccal à l'orifice d'entrée de l'appareil d'anesthésie avec un tube.
  5. Raser la région de la tête au-delà du site d'incision prospective utilisant un coupe-cheveux jusqu'à ce que la surface de la peau apparaît.
  6. Faire une incision longitudinale d' environ 20 mm de long le long de la ligne médiane de la tête à l' aide d' un scalpel chirurgical (figure 1 (a)) et d' exposer les tissus conjonctif sous - cutané (Figure 1 (b)).
  7. Retirer les tissus conjonctif sous - cutané en utilisant une curette tranchante ou une pince et tirer sur les deux côtés de la tête pour exposer l'os du crâne (Figure 1 (c)).
  8. Creuser un fossé ellipsoïdale sur l'os du crâne à l'intérieur du crâne Sutur(es de suture coronale, sagittale suture et la suture lambdoïde) à l' aide d' une perceuse à grande vitesse (figure 1 (d)).
  9. Lentement et de manière homogène creusent l'os du crâne dans le fossé à l'aide de la perceuse à grande vitesse.
  10. Appuyez légèrement sur la surface du crâne amincie avec la pointe de la pince pour estimer l'épaisseur osseuse et la force après un vaisseau sanguin cérébral apparaît. Si la région du crâne amincie facilement déprime, mettre fin à la réduction de l'os du crâne avec le foret à grande vitesse.
  11. Couper la ligne frontière ellipsoïdale du crâne amincie en utilisant peu à peu la pointe de la pince ou de petits ciseaux chirurgicaux.
  12. Retirez le crâne amincie de la surface du cerveau en utilisant lentement et doucement la pince.
  13. Doucement baigner la fenêtre crânienne avec du sérum physiologique et le couvrir avec une plaque de verre transparent d'environ 0,1 mm d'épaisseur.

3. La régulation de la fraction d'oxygène inspiré

REMARQUE: Le Condi respiratoiretion peut être modifiée par réglage de la fraction d'oxygène inspiré (FiO 2).

  1. En utilisant un tube, relier le premier orifice d'un raccord de tube en forme de Y (connecteur 1) au premier port d'un autre raccord de tube en forme de Y (connecteur 2).
  2. Connecter le port d'entrée de l'embout buccal vers le second orifice de raccord de tube 1.
  3. En utilisant un tube, connecter le troisième orifice de raccord de tube 1 à un dispositif de surveillance de concentration d'oxygène.
  4. Avec un tube, relier le second orifice de raccord de tube 2 à l'orifice de sortie d'une machine d'anesthésie.
  5. En utilisant un tube, relier le troisième port du connecteur de tube 2 à l'orifice de sortie d'un dispositif de mélange de gaz.
  6. Se connecter un orifice d' entrée du dispositif de mélange de gaz à une haute pression de 95% O 2 - bouteille de gaz de 5% de CO 2 au moyen d' un tube.
  7. Connecter l'autre orifice d' entrée du dispositif de mélange de gaz à une haute pression de 95% N 2 - bouteille de gaz de 5% de CO 2 au moyen d' un tube.
  8. Modifiez les débits de gaz of O 2 et N 2 en utilisant les boutons rotatifs sur le dispositif de mélange de gaz.
  9. Vérifier et régler la FiO 2 en utilisant le dispositif de surveillance de concentration d'oxygène.

4. Acquisition des multispectral Images Réflectance Diffuse

  1. Acquisition d'images de référence
    REMARQUE: Les composants optiques utilisés dans cette expérience, comme la source de lumière, fibre optique et des détecteurs ont leurs propres caractéristiques spectrales. Par conséquent, l'intensité de la lumière à travers ces composants passé doit être enregistrée comme une image de référence. L'image de référence est une image prise avec un diffuseur blanc standard éclairé avec la lumière provenant de la source lumineuse.
    1. Placez le diffuseur blanc standard sur la scène horizontalement.
    2. Focaliser la lentille de la caméra sur la surface du diffuseur blanc en faisant tourner la bague de zoom sur le canon.
    3. Réglez le temps d'intégration de la caméra en sélectionnant la valeur appropriée de laliste déroulante des temps d'intégration dans le logiciel d'exploitation de l'appareil afin que la plus grande quantité de lumière produit un signal qui est d'environ 75% des chefs d'accusation au maximum. Tout en regardant l'histogramme des valeurs de pixels, réglez le temps d'intégration jusqu'à ce que le niveau d'intensité du signal est d'environ 75% des chefs d'accusation au maximum.
    4. Sélectionnez la commande « Enregistrer » dans le menu fichier pour enregistrer une image dans un fichier.
    5. Modifier l'emplacement du filtre en tournant la roue de filtre.
    6. Enregistrer une image sur les autres longueurs d'onde selon le procédé décrit ci-dessus. Le nom du fichier doit identifier l'échantillon et la longueur d' onde utilisée (par exemple, W500, W520, W540 ... W760).
  2. Acquisition d'échantillons d'images
    Remarque: Les images de l'intensité lumineuse diffuse réfléchie du cerveau exposé des rats à neuf longueurs d'onde sont capturées et enregistrées sur le disque dur d'un ordinateur personnel en utilisant les mêmes conditions d'acquisition.
    1. Placez délicatement le rà sur la scène et ajuster lentement le niveau de la scène pour que l'appareil puisse se concentrer sur la surface du cerveau de rat.
    2. Sélectionnez la commande « Enregistrer » dans le menu fichier pour enregistrer une image dans un fichier.
    3. Modifier l'emplacement du filtre en tournant la roue de filtre.
    4. Enregistrer une image sur les autres longueurs d'onde selon le procédé décrit ci-dessus. Le nom du fichier doit identifier l'échantillon et la longueur d' onde (par exemple, R500, R520, R540 ... R760).
  3. Acquisition d'images sombres
    REMARQUE: La caméra CCD peut générer une intensité de la lumière en réponse à un signal électrique. Cependant, il y a une production mineure en raison du bruit dans les circuits électriques et détecteurs, même si la lumière ne pénètre pas au détecteur; ce qu'on appelle le bruit de courant d'obscurité. Pour mesurer avec précision l'intensité spectrale de la lumière, la composante de courant d'obscurité doit être enregistrée comme une image sombre et ensuite soustrait du signal de mesure. L'image sombre est une prise d'imagen avec le trajet de lumière bloquée.
    1. Éteignez la source de lumière de la lampe halogène.
    2. Bloquer le trajet de lumière vers le système de caméra CCD utilisant une plaque de blindage.
    3. Sélectionnez la commande « Enregistrer » dans le menu fichier pour enregistrer une image dans un fichier. Le nom du fichier doit identifier l'échantillon (par exemple, foncé).

5. Visualiser le contenu Hémoglobine et la diffusion de la lumière Paramètre

NOTE: Un ensemble d'images multispectrales de réflexion diffuse est enregistrée sur le disque dur d'un ordinateur personnel et analysé hors ligne. Une analyse de régression multiple aidé par une simulation Monte Carlo 19 des images de réflectance diffuse multispectrales à neuf longueurs d' onde (500, 520, 540, 560, 570, 580, 600, 730 et 760 nm) est alors effectuée pour visualiser les deux dimensions cartes de concentration de l'hémoglobine oxygénée, une concentration de l'hémoglobine désoxygénée, la concentration d'hémoglobine totale, la saturation en oxygène cérébral régional et excrémentsTering puissance. L'algorithme détaillé a été publié dans la littérature 17, 18.

  1. Soustraire l'image sombre à la fois l'image de référence et l'image de l'échantillon à chaque longueur d'onde.
  2. Normaliser l'image d'échantillon par l'image de référence à chaque longueur d' onde λ. Traiter l'image normalisée à l'image de facteur de réflexion diffuse R.
  3. Calculer l'absorbance (ou densité optique) image A en prenant le logarithme de l'inverse de l'image de réflexion diffuse R à chaque longueur d' onde λ:
    L'équation 1 (1)
  4. Générer une matrice en trois dimensions en empilant les images d'absorbance dans l'ordre de leurs longueurs d' onde, où le plan x - y indique les informations de structure obtenue pour la surface du cerveau et l'axe z représente l'information spectrale.
  5. PeRform une analyse de régression multiple pour le spectre d'absorbance A ( λ ) à chaque coordonnée xy.
  6. Utiliser le spectre d'absorbance A ( λ ) comme variable dépendante et les spectres du coefficient d'extinction molaire de l'hémoglobine oxygénée ε HbO ( λ ) et de l'hémoglobine désoxygénée ε HbR ( λ ) comme variables indépendantes pour l'étape 5.5 (valeurs publiées pour ε HbO ( λ ) Et ε HbR ( λ ) sont fournis dans le tableau 1 ).
  7. Vérifiez les cartes bidimensionnelles (images) des trois coefficients de régression multiples a HbO , HbR et 0 .
  8. Générer une matrice tridimensionnelle en empilant les images des coefficients de régression multiples dans l'ordre HbO , HbR et 0 , où la y indique les informations de structure obtenue pour la surface du cerveau et l'axe des z représente les multiples coefficients de régression.
  9. Calculer la concentration en hémoglobine oxygénée C HbO, la concentration de l' hémoglobine désoxygénée C HBr, et la puissance de diffusion de b à partir de l'ensemble de la régression multiple coefficients a HbO, un HBr, et un 0 à chaque coordonnées XY à l' aide des formules empiriques suivantes (il valeurs de β HbO, i, β HBr, i, et β 0, i (i = 0,1,2,3) sont fournis dans le tableau 2):
    L'équation 2 (2)
    L'équation 3 (3)
    L'équation 4 (4)
  10. Vérifiez les cartes bidimensionnelles (images) de la concentration d'hémoglobine oxygénée C HbO , la concentration d'hémoglobine désoxygénée C HbR et la puissance de diffusion b .
  11. Calculez une carte bidimensionnelle de la concentration totale d'hémoglobine C HbT en additionnant C HbO et C HbR à chaque coordonnée x - y .
  12. Calculer une carte bidimensionnelle de la saturation cérébrale régionale de l'oxygène rSO 2 en divisant la concentration d'hémoglobine oxygéné C HbO par la concentration totale d'hémoglobine C HbT à chaque coordonnée x - y .

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Representative Results

Images spectrales représentatives de la réflexion diffuse acquise in vivo de cerveaux de rats sont présentés dans la figure 3. Les images à 500, 520, 540, 560, 570 et 580 nm visualiser clairement un réseau dense de vaisseaux sanguins dans le cortex cérébral. La détérioration du contraste entre les vaisseaux sanguins et le tissu environnant observée dans les images à 600, 730 et 760 nm reflète la plus faible absorption de la lumière par l'hémoglobine au plus et des longueurs d'onde proche infrarouge.

La figure 4 montre des images estimées représentatives d'un cerveau de rat exposés pour la concentration de l' hémoglobine oxygénée, une concentration de l' hémoglobine désoxygénée, la concentration d'hémoglobine totale, la saturation en oxygène cérébral régional, et la puissance de diffusion. Comme attendu à partir des images de réflexion diffuse à des longueurs d' onde plus courtes dans la figure 3, la concentration totale d'hémoglobine dans le sang VesLa région est supérieure à celle de la région tissulaire environnante. D'autre part, les concentrations d'hémoglobine oxygénées dans les artérioles sont supérieures à celles des veinules, car l'hémoglobine dans le sang artériel est beaucoup plus oxygénée que dans le sang veineux. Par conséquent, la distribution des artérioles et des veinules peut être clairement distinguée dans l'image estimée de la saturation régionale en oxygène.

Les images représentatives estimées d'un cerveau de rat exposé lors des changements de FiO 2 pour la réflectance diffuse à 500 nm r (500), la concentration d'HbO à l'hémoglobine C oxygénée , la concentration d'HbR à l'hémoglobine C désoxygénée , la concentration de l'HHT de l'hémoglobine totale, la RSO rythmique régionale de saturation en oxygène cérébral 2 , et le pouvoir de diffusion b sont représentés sur la figure 5 . La valeur du rSO 2 a augmenté dans des conditions hyperoxiqueset une diminution remarquable après l'induction des conditions anoxiques. La valeur de b est légèrement augmenté pendant la période depuis le début de l' anoxie jusqu'à l' arrêt respiratoire, alors qu'elle a diminué de façon continue pendant la période de 5 min à 30 min après le début de l' anoxie. Ces changements de la valeur de b sont indicatifs de changements morphologiques, tels que le gonflement et le retrait des structures cellulaires et sous - cellulaires, provoqués par la perte de la viabilité des tissus dans le cerveau.

Figure 1
Figure 1: Étapes de l'exposition chirurgicale du Rat Cortex cérébral. S'il vous plaît cliquer ici pour voir une version plus grande de ce chiffre.

Figure 2
Figure 2: Diagramme schématique de l'appareil expérimental pour l' administration d' anesthésie et modification de la fraction d'oxygène inspiré. S'il vous plaît cliquer ici pour voir une version plus grande de ce chiffre.

figure 3
Figure 3: Représentant multispectral Diffuse à 500 images Réflectance, 520, 540, 560, 570, 580, 600, 730 et 760 nm, obtenu à partir d' un rat in vivo du cerveau. S'il vous plaît cliquer ici pour voir une version plus grande de ce chiffre.

Figure 4
Figure 4: Images Représentant estimé d'un rat exposé cerveau. <strong> (a) Concentration d'hémoglobine oxygénée C HbO, (b) concentration de l' hémoglobine désoxygénée C HBr, (c) concentration de l' hémoglobine totale C HBT, (d) de la saturation en oxygène cérébral régional RSO 2, et (e) la puissance de diffusion b. S'il vous plaît cliquer ici pour voir une version plus grande de ce chiffre.

Figure 5
Figure 5: Les résultats représentatifs d'un cerveau de rats exposés lors des changements de FiO2. Images in vivo de tissu cortical de rat au cours de changements de FiO 2 pour réflectance diffuse à 500 nm r (500), la concentration d'hémoglobine oxygénée HbO C, concentrationde l' hémoglobine désoxygénée C HBr, concentration de l' hémoglobine totale C HBT, la saturation en oxygène cérébral régional RSO 2, et la dispersion puissance b. S'il vous plaît cliquer ici pour voir une version plus grande de ce chiffre.

<tr>
Longueur d'onde de l'nm ε HbO (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

Tableau 1: Les valeurs de ε et ε HbO HbO utilisé pour analyse de régression multiple. Les coefficients d'extinction molaire de l' hémoglobine oxygénée HbO ε et ε hémoglobine désoxygénée HbR à chaque longueur d' onde λ.

je β HbO, i β HBr, i β b, i
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

Tableau 2: Les valeurs de β HbO, i, β HBr, i, et p 0, i (i = 0,1,2,3) utilisé dans la formule empirique C HbO, C HBr, et b. On notera que les unités de dérivés de ces formules empiriques C HbO et C HbR sont la concentration en volume, dans lequel la concentration en hémoglobine du sang total avec une lecture de l' hématocrite de 44% est considérée comme étant la concentration en volume de 100% de l' hémoglobine. Les formules empiriques pour concentr d'hémoglobinetions peuvent être dérivées à partir des spectres de réflexion diffuse calculé par la simulation de Monte Carlo de transport de la lumière 19. Le procédé détaillé pour la dérivation des formules empiriques ont été décrits dans la littérature 17, 18.

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Discussion

L'étape la plus critique de ce protocole est l'élimination de la région du crâne amincie pour que la fenêtre crânienne; cela devrait être réalisé avec soin pour éviter des saignements inattendus. Cette étape est importante pour l'obtention de haute qualité diffuse des images multispectrales réflectance avec une grande précision. L'utilisation d'un stéréomicroscope est recommandé pour la procédure chirurgicale si possible. De petits morceaux d'éponge de gélatine sont utiles pour hémostatique.

Le système optique décrit dans cet article passe une lumière monochromatique à travers un filtre d'interférence situé en face de la source lumineuse. Ceci peut être modifié en plaçant la roue de filtre devant l'objectif de la caméra vidéo ou une caméra CCD. Dans ce cas, cependant, le plan focal peut être variable si les filtres d'interférence avec des épaisseurs différentes sont utilisées, et cela entraînera une détérioration de la qualité d'image. Il est nécessaire d'enlever la plaque de verre de la fenêtre crânienne si une électrode d'enregistrement est insérédans le tissu cortical pour les mesures électrophysiologiques, telles que des mesures du potentiel de champ électrique local. Dans ce cas, le système d'imagerie peut détecter la réflexion spéculaire indésirable de la surface corticale. Ce problème peut être évité en utilisant un ensemble de plaques de polarisation avec un alignement de Nicols croisés.

L'appareil d'imagerie multispectrale conventionnel montré dans cet article est un peu plus de temps à utiliser, étant donné que les positions de filtre dans la roue sont changés mécaniquement. Cela signifie que le système d'imagerie capture de chaque image de réflectance diffuse de manière séquentielle à un point de longueur d'onde différente. En raison de cette limitation, ce système ne permet pas de capturer rapidement IOS, tels que les changements dans le spectre de réflexion en raison des activités neuronales 20. Bien que l'hémoglobine oxygénée et l'hémoglobine désoxygéné sont les principaux chromophores dans le tissu du cerveau vivant, les autres chromophores, comme cytochrome c oxydase, Flavinadénine dinucléotide et le nicotinamide adénine dinucléotide, contribuent également au coefficient d'absorption dans la région de longueur d'onde visible. Par conséquent, les valeurs estimées de C HbO, C HbR, C HBT, RSO 2, et b peuvent être affectés par les chromophores mineures. De plus, cette approche intègre toutes les informations le long de la direction de la profondeur car elle repose sur la réflexion diffuse. Par conséquent, le système d'imagerie ne fonctionne pas des mesures résolues de profondeur.

Il est avantageux que l'algorithme utilisé pour le présent système peut également être appliqué à des images multispectrales de réflectance diffuse capturées par d' autres techniques d'imagerie spectrale rapide, par exemple un filtre accordable acousto-optique 21, un réseau de microlentilles à ouvertures multiples avec filtres interférentiels 22, et les images spectrales de reconstruction à partir d' une image RGB 17, 23. En utilisant les techniques ensemble est une approche prometteuse algorithme et spectraux rapide proposé pour évaluer l'imagerie IOS rapide, ainsi que pour une utilisation dans des situations cliniques.

La plupart des techniques d'imagerie cérébrale multispectrale à ce jour ont porté principalement sur l' hémodynamique corticales et le métabolisme des tissus, tels que le volume sanguin cérébral, la saturation en oxygène cérébral régional, et le taux métabolique cérébrale d'oxygène 10, 11, 12, 13, 14. Plusieurs approches existantes évaluent l'amplitude de diffusion sous l'hypothèse que la puissance de diffusion est 15 constante, 16. Cependant, des altérations morphologiques des tissus en raison de changements physiopathologiques et une réduction de la viabilité dans les tissus vivants corticale peuvent affecter la taille des 4 biologiques disperseurs, 5, 6, 7, 8, 9. Il est donc important d'estimer le paramètre de diffusion de b quantitativement pour évaluer les morphologies des tissus du cerveau. La signification de la présente technique par rapport aux méthodes existantes est sa capacité à mesurer simultanément les changements spatio-temporels dans l'hémodynamique cérébrale et la morphologie des tissus du cortex.

En termes d'applications futures, cet algorithme peut être utilisé pour surveiller le fonctionnement du cerveau, les signes vitaux et la viabilité dans le tissu cortical de divers modèles animaux de troubles du cerveau, comme une lésion cérébrale traumatique, crise d'épilepsie, accident vasculaire cérébral et l'ischémie.

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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

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References

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