La tomografía fotoacústica, o PAT, es una modalidad de imagen biomédica híbrida por imágenes, que combina imágenes ópticas y de ultrasonido para monitorear los cambios dinámicos en cerebros de animales pequeños. Este es un sistema de imágenes de alta velocidad portátil y rentable que utiliza una velocidad de imagen tan corta como medio segundo. Demostrar el procedimiento con Sandeep será Praveen, un estudiante de doctorado, el Dr.Paul, un investigador, y Rhonnie, un asistente de investigación.
Comience montando todos los transductores de ultrasonido de un solo elemento en cada soporte del transductor de uno en uno, de modo que la superficie de cada reflector acústico mira hacia el centro del área de escaneo. Utilice cables de conexión para conectar cada cable de transductor al amplificador de señal de bajo ruido. Encienda la fuente de alimentación del enfriador y encienda el interruptor del enfriador para ajustar la temperatura entre 20 y 25 grados centígrados.
Encienda la fuente de alimentación de baja tensión y gire lentamente el control de corriente a 0,3 amperios. Ajuste la tensión a 12 voltios y verifique que la corriente no exceda 0.1 amperios. Encienda la fuente de alimentación de alto voltaje y pulse el botón preestablecido para ajustar la corriente a un amplificador y el voltaje a cero voltios.
Active el botón de salida y encienda la fuente de alimentación del generador de funciones. Pulse el botón de recuperación y seleccione una configuración de dos kilohercios para generar los pulsos láser a esta velocidad de repetición. Coloque el tanque de acrílico dentro del escáner y llene el tanque con agua hasta que las superficies de detección de los transductores estén completamente sumergidas.
A continuación, encienda la fuente de alimentación del amplificador de señal de bajo ruido. Coloque la rata anestesiada en la posición propensa en el banco de trabajo. Después de confirmar la falta de respuesta al pellizco del dedo del dedo del de la parte delfín, usa una recortadora de cabello para eliminar el pelaje del cuero cabelludo.
Aplica suavemente crema depilatoria para eliminar el pelaje completamente de la piel expuesta usando un hisopo de algodón para eliminar la crema después de cuatro a cinco minutos. Aplique un ung ón en los ojos del animal y monte un soporte de animal hecho a medida equipado con una máscara de respiración en un gato de laboratorio. Coloque la rata en la posición propensa sobre el soporte con la cabeza apoyada en la plataforma horizontal del soporte.
Utilice cinta quirúrgica para fijar el animal al soporte. Sujete el oxímetro de pulso a una extremidad posterior para monitorear su condición fisiológica. Usa un aplicador con punta de algodón para aplicar una capa de gel de ultrasonido incoloro en el cuero cabelludo.
A continuación, ajuste la posición del conector de laboratorio al centro del escáner. Ajuste la altura del gato manualmente para que el plano de imagen esté en el centro del reflector acústico. Después de configurar los parámetros en el software de adquisición de datos para un escaneo de adquisición de 360 grados, habilite la salida del generador de funciones para encender la emisión láser de diodo láser pulsado.
Aumente lentamente el voltaje de la fuente de alimentación de alto voltaje variable a 120 voltios para obtener el máximo de energía por pulso. Ejecute el programa de software de adquisición de datos para rotar los ocho transductores 360 grados durante un tiempo de escaneo de cuatro segundos. Desactive la salida del generador de funciones para desactivar la emisión láser.
Utilizando el algoritmo de reconstrucción en el software de procesamiento de datos, determine el radio de escaneo de los ocho transductores por ensayo y error, utilizando el algoritmo de retroproyección. Establezca los parámetros en el software de adquisición de datos para una adquisición de 45 grados durante un tiempo de escaneo de 0,5 segundos. Habilite la salida del generador de funciones para encender la emisión láser.
Ejecute el programa de software de adquisición de datos para rotar los ocho transductores 45 grados para obtener los datos de control iniciales. Desactive la salida del generador de funciones para desactivar la emisión láser. A continuación, inyectar 0,3 mililitros de color verde indocyanina en la vena de la cola de la rata.
Habilite la salida del generador de funciones para encender la emisión láser. A continuación, ejecute el software de adquisición de datos para adquirir líneas A durante un tiempo de escaneo de 0,5 segundos en una rotación de 45 grados. Al final de la adquisición, utilice el algoritmo de retroproyección para reconstruir la imagen cerebral de sección transversal a partir de las líneas A guardadas.
Aquí, se muestran imágenes cerebrales de una rata hembra de 98 gramos, recogidas a velocidades de escaneo de cuatro y 0,5 segundos. El seno sagital y el seno de transferencia son claramente visibles en ambas imágenes. Las fotografías muestran la misma región del cerebro de la rata antes y después de extirpar el cuero cabelludo.
Las imágenes por tomografía fotoacústica pueden lograr la misma visualización de forma no invasiva con la piel y el cráneo intactos. En esta gráfica, aumenta la señal fotoacústica media en el seno sagital debido a aumentos y posteriormente disminuye en la absorción óptica por verde indocyanina a 860 longitudes de onda nanómetros con el tiempo se pueden observar. Tenga siempre especial cuidado al inyectar el tinte ICG en la vena de la cola del animal.
Este sistema de tomografía fotoacústica de escritorio de bajo costo se puede utilizar para la toma de imágenes dinámicas de pequeñas vasculaturas cerebrales de animales con alta resolución especial a 0,5 segundos de velocidad de exploración. Otras aplicaciones de este sistema de diagnóstico por imágenes incluyen imágenes de tumores cerebrales, imágenes de diferentes órganos en animales pequeños y otras aplicaciones terapéuticas.
