Name: switchable acoustic and optical resolution photoacoustic microscopy for in vivo small-animal blood vasculature imaging
Uploaded: 2017-06-26T15:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Switchable Acoustic and Optical Resolution Photoacoustic Microscopy for In Vivo Small-animal Blood Vasculature Imaging at JoVE.com

Forfatterne vil gjerne anerkjenne den økonomiske støtten fra et Tier 2-tilskud finansiert av Utdanningsdepartementet i Singapore (ARC2 / 15: M4020238). Forfatterne vil også gjerne takke Mr. Chow Wai Hoong Bobby for hjelpen til maskinbutikken.

Alle dyreforsøk ble utført i henhold til godkjente forskrifter og retningslinjer fra Institutt for dyrepleie og bruk av Nanyang Technological University, Singapore (Animal Protocol Number ARF-SBS / NIE-A0263). 1. AR-OR-PAM-system ( figur 1 ) <ol><li> Systemkonfigurasjon: AR-PAM <ol><li> Bruk et nanosekund avstivbart lasersystem bestående av en diodepumpet, solid-state Nd-YAG laser (532 nm) og en fargelaser med et innstillingsområde på 559...

<ol>
	<li>Hu, S., Wang, L. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Photoacoustic+imaging+and+characterization+of+the+microvasculature.">Photoacoustic imaging and characterization of the microvasculature.</a> J Biomed Opt. 15, 011101-01-011101-15 (2010).</li><li>Ntziachristos, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Going+deeper+than+microscopy:+the+optical+imaging+frontier+in+biology.">Going deeper than microscopy: the optical imaging frontier in biology.</a> Nat Methods. 7 (8), 603-614 (2010).</li><li>Wang, L. V., Yao, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+practical+guide+to+photoacoustic+tomography+in+the+life+sciences.">A practical guide to photoacoustic tomography in the life sciences.</a> Nat Methods. 13, 627-638 (2016).</li><li>Zhou, Y., Yao, J., Wang, L. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tutorial+on+photoacoustic+tomography.">Tutorial on photoacoustic tomography.</a> J Biomed Opt. 21 (6), 061007 (2016).</li><li>Upputuri, P. K., Sivasubramanian, K., Mark, C. S. K., Pramanik, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Recent+Developments+in+Vascular+Imaging+Techniques+in+Tissue+Engineering+and+Regenerative+Medicine.">Recent Developments in Vascular Imaging Techniques in Tissue Engineering and Regenerative Medicine.</a> BioMed Res Intl. 2015, (2015).</li><li>Yao, J., Wang, L. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Photoacoustic+Brain+Imaging:+from+Microscopic+to+Macroscopic+Scales.">Photoacoustic Brain Imaging: from Microscopic to Macroscopic Scales.</a> Neurophotonics. 1 (1), 011003-1-011003-13 (2014).</li><li>Wang, L. V., Hu, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Photoacoustic+Tomography:+In+Vivo+Imaging+from+Organelles+to+Organs.">Photoacoustic Tomography: In Vivo Imaging from Organelles to Organs.</a> Science. 335 (6075), 1458-1462 (2012).</li><li>Beard, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biomedical+photoacoustic+imaging.">Biomedical photoacoustic imaging.</a> Interface Focus. 1 (4), 602-631 (2011).</li><li>Pan, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Molecular+photoacoustic+imaging+of+angiogenesis+with+integrin-targeted+gold+nanobeacons.">Molecular photoacoustic imaging of angiogenesis with integrin-targeted gold nanobeacons.</a> FASEB J. 25 (3), 875-882 (2011).</li><li>Cai, X., Kim, C., Pramanik, M., Wang, L. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Photoacoustic+tomography+of+foreign+bodies+in+soft+biological+tissue.">Photoacoustic tomography of foreign bodies in soft biological tissue.</a> J Biomed Opt. 16 (4), 046017 (2011).</li><li>Pan, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Near+infrared+photoacoustic+detection+of+sentinel+lymph+nodes+with+gold+nanobeacons.">Near infrared photoacoustic detection of sentinel lymph nodes with gold nanobeacons.</a> Biomaterials. 31 (14), 4088-4093 (2010).</li><li>Wang, L. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multiscale+photoacoustic+microscopy+and+computed+tomography.">Multiscale photoacoustic microscopy and computed tomography.</a> Nat. Photon. 3 (9), 503-509 (2009).</li><li>Zhang, E. Z., Laufer, J. G., Pedley, R. B., Beard, P. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+vivo+high-resolution+3D+photoacoustic+imaging+of+superficial+vascular+anatomy.">In vivo high-resolution 3D photoacoustic imaging of superficial vascular anatomy.</a> Phys. Med. Biol. 54 (4), 1035-1046 (2009).</li><li>Park, S., Lee, C., Kim, J., Kim, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Acoustic+resolution+photoacoustic+microscopy.">Acoustic resolution photoacoustic microscopy.</a> Biomed.l Eng. Lett. 4 (3), 213-222 (2014).</li><li>Zhang, H. F., Maslov, K., Stoica, G., Wang, L. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Functional+photoacoustic+microscopy+for+high-resolution+and+noninvasive+in+vivo+imaging.">Functional photoacoustic microscopy for high-resolution and noninvasive in vivo imaging.</a> Nat. Biotechnol. 24 (7), 848-851 (2006).</li><li>Maslov, K., Stoica, G., Wang, L. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+vivo+dark-field+reflection-mode+photoacoustic+microscopy.">In vivo dark-field reflection-mode photoacoustic microscopy.</a> Opt Lett. 30 (6), 625-627 (2005).</li><li>Strohm, E. M., Moore, M. J., Kolios, M. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Single+Cell+Photoacoustic+Microscopy:+A+Review.">Single Cell Photoacoustic Microscopy: A Review.</a> IEEE J Sel Top Quantum Electron. 22 (3), 6801215 (2016).</li><li>Kim, J. Y., Lee, C., Park, K., Lim, G., Kim, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fast+optical-resolution+photoacoustic+microscopy+using+a+2-axis+water-proofing+MEMS+scanner.">Fast optical-resolution photoacoustic microscopy using a 2-axis water-proofing MEMS scanner.</a> Sci Rep. 5, 07932 (2015).</li><li>Matthews, T. P., Zhang, C., Yao, D. K., Maslov, K., Wang, L. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Label-free+photoacoustic+microscopy+of+peripheral+nerves.">Label-free photoacoustic microscopy of peripheral nerves.</a> J Biomed Opt. 19 (1), 016004 (2014).</li><li>Hai, P., Yao, J., Maslov, K. I., Zhou, Y., Wang, L. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Near-infrared+optical-resolution+photoacoustic+microscopy.">Near-infrared optical-resolution photoacoustic microscopy.</a> Opt Lett. 39 (17), 5192-5195 (2014).</li><li>Danielli, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Label-free+photoacoustic+nanoscopy.">Label-free photoacoustic nanoscopy.</a> J Biomed Opt. 19 (8), 086006 (2014).</li><li>Zhang, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reflection-mode+submicron-resolution+in+vivo+photoacoustic+microscopy.">Reflection-mode submicron-resolution in vivo photoacoustic microscopy.</a> J Biomed Opt. 17 (2), 020501 (2012).</li><li>Hu, S., Maslov, K., Wang, L. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Second-generation+optical-resolution+photoacoustic+microscopy+with+improved+sensitivity+and+speed.">Second-generation optical-resolution photoacoustic microscopy with improved sensitivity and speed.</a> Opt Lett. 36 (7), 1134-1136 (2011).</li><li>Maslov, K., Zhang, H. F., Hu, S., Wang, L. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optical-resolution+photoacoustic+microscopy+for+in+vivo+imaging+of+single+capillaries.">Optical-resolution photoacoustic microscopy for in vivo imaging of single capillaries.</a> Opt Lett. 33 (9), 929-931 (2008).</li><li>Upputuri, P. K., Krishnan, M., Pramanik, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microsphere+enabled+sub-diffraction+limited+optical+resolution+photoacoustic+microscopy:+a+simulation+study.">Microsphere enabled sub-diffraction limited optical resolution photoacoustic microscopy: a simulation study.</a> J Biomed Opt. 22, 045001 (2017).</li><li>Upputuri, P. K., Wen, Z. B., Wu, Z., Pramanik, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Super-resolution+photoacoustic+microscopy+using+photonic+nanojets:+a+simulation+study.">Super-resolution photoacoustic microscopy using photonic nanojets: a simulation study.</a> J Biomed Opt. 19 (11), 116003 (2014).</li><li>Allen, T. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Novel+fibre+lasers+as+excitation+sources+for+photoacoustic+tomography+and+microscopy+et+al.">Novel fibre lasers as excitation sources for photoacoustic tomography and microscopy et al.</a> Proc SPIE. , 97080W (2016).</li><li>Xing, W., Wang, L., Maslov, K., Wang, L. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Integrated+optical-and+acoustic-resolution+photoacoustic+microscopy+based+on+an+optical+fiber+bundle.">Integrated optical-and acoustic-resolution photoacoustic microscopy based on an optical fiber bundle.</a> Opt Lett. 38 (1), 52-54 (2013).</li><li>Estrada, H., Turner, J., Kneipp, M., Razansky, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Real-time+optoacoustic+brain+microscopy+with+hybrid+optical+and+acoustic+resolution.">Real-time optoacoustic brain microscopy with hybrid optical and acoustic resolution.</a> Laser Phys Lett. 11 (4), 045601 (2014).</li><li>Jeon, S., Kim, J., Kim, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+vivo+switchable+optica-+and+acoustic+-+resolution+photoacoustic+microscopy.">In vivo switchable optica- and acoustic - resolution photoacoustic microscopy.</a> Proc SPIE. , 970845 (2016).</li><li>Song, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fully+integrated+reflection-mode+photoacoustic,+two-photon,+and+second+harmonic+generation+microscopy+in+vivo.">Fully integrated reflection-mode photoacoustic, two-photon, and second harmonic generation microscopy in vivo.</a> Sci Rep. 6, 32240 (2016).</li><li>Park, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Delay-multiply-and-sum-based+synthetic+aperture+focusing+in+Photoacoustic+microscopy.">Delay-multiply-and-sum-based synthetic aperture focusing in Photoacoustic microscopy.</a> J Biomed Opt. 21 (3), 036010-10 (2016).</li><li>. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=ANSI+Standard+Z136.1-2000.">ANSI Standard Z136.1-2000.</a> American National Standard for Safe Use of Lasers. , (2000).</li><li>Moothanchery, M., Pramanik, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Performance+Characterization+of+a+Switchable+Acoustic+Resolution+and+Optical+Resolution+Photoacoustic+Microscopy+System.">Performance Characterization of a Switchable Acoustic Resolution and Optical Resolution Photoacoustic Microscopy System.</a> Sensors. 17 (2), 357 (2017).</li></ol>

Som konklusjon er det utviklet et omstillbart AR- og OR-PAM-system som kan oppnå både høyoppløselig bildebehandling ved lavere billeddybder og billeddannelse med lavere oppløsning ved høyere billeddybder. Den laterale oppløsning og bildedybde av det omstillbare systemet ble bestemt. Fordelene ved dette byttbare PAM-systemet inkluderer: (1) bildeoppløsningen med høy oppløsning ved bruk av tett optisk fokusering; (2) dypvevsbildingen ved hjelp av akustisk fokusering; 3) mørkfeltbelysningen for AR-PAM, som forhi...

Optiske bildemodeller med høy oppløsning, for eksempel optisk koherensomografi, konfokal mikroskopi og multikoponmikroskopi, har mange fordeler. Imidlertid reduseres den romlige oppløsningen betydelig ettersom bildedybden øker. Dette skyldes den diffuse naturen av lett transport i bløtvev 1 , 2 . Integrasjonen av optisk eksitasjon og ultralydsdeteksjon gir en løsning for å overvinne utfordringen ved optisk oppløsning med høy oppløsning i dype vev. Photoacoustic microscopy (PAM) er en slik modalitet som kan gi dypere bildebehandling enn andre optiske bildemodeller. Det har blitt vellykket anvendt til in vivo strukturelle, funksjonelle, molekylære og cellebilder 3 , 4 , 5 , 6 , 7 , 8 </sup&gt; , 9 , 10 , 11 , 12 , 13 studier ved å kombinere den sterke optiske absorpsjonskontrasten med den høye romlige oppløsningen fra ultralyd. I PAM bestråler en kort laserpuls vevet / prøven. Lysopptaket av kromoforer ( f.eks. Melanin, hemoglobin, vann etc. ) resulterer i en temperaturøkning, noe som igjen resulterer i produksjon av trykkbølger i form av akustiske bølger (fotoakustiske bølger). De genererte fotoakustiske bølgene kan detekteres av en bredbånds ultralydstransduser utenfor vevgrensen. Ved å bruke svakt optisk og tett akustisk fokusering, kan dypvevsbilding oppnås i akustisk oppløsning fotoakustisk mikroskopi (AR-PAM) 14 , 15 , 16 . I AR-PAM, en lateral oppløsning på 45 μm og en bildedybde opp til 3 mm har blitt påvist 15 . For å løse enkelte kapillærer (~ 5 μm) akustisk, er ultralydstransdusere som opererer ved&gt; 400 MHz sentrale frekvenser påkrevd. Ved slike høye frekvenser er penetreringsdybden mindre enn 100 μm. Problemet med stram akustisk fokusering kan løses ved å bruke stramt optisk fokusering. Optisk oppløsning fotoakustisk mikroskopi (OR-PAM) er i stand til å løse enkelte kapillærer, eller til og med en enkelt celle 17 , og en lateral oppløsning på 0,5 μm er oppnådd 18 , 19 , 20 , 21 , 22 , 23 , 24 . Bruken av en fotonisk nanojet kan bidra til å oppnå en oppløsning utover den diffraksjonsbegrensede resolutioN 25 , 26 . I OR-PAM er penetrasjonsdybden begrenset på grunn av lysfokusering, og den kan opp til 1,2 mm i det biologiske vevet 23 . Derfor kan AR-PAM bildet dypere, men med en lavere oppløsning, og OR-PAM kan bilde med svært høy oppløsning, men med begrenset bildedybde. Imaginghastigheten til AR- og OR-PAM-systemet avhenger hovedsakelig av pulsrepetisjonen av laserkilden 27 . Kombinere AR-PAM og OR-PAM vil være til stor nytte for applikasjoner som krever både høy oppløsning og dypere bildebehandling. Det er gjort lite arbeid for å kombinere disse systemene sammen. Vanligvis brukes to forskjellige bildebehandlingsskannere til bildebehandling, noe som krever at prøven flyttes mellom begge systemene, noe som gjør det vanskelig å utføre in vivo- bildebehandling. Imidlertid gjør hybridbilding med både AR og OR PAM mulighet for avbildning med skalerbare resolusjoner aNd dybder. I en tilnærming brukes en optisk fiberbunt til å levere lys for både AR og OR PAM. I denne tilnærmingen benyttes to separate lasere (en høyenergilaser ved 570 nm for AR og en lav-energi, høyrepeteringshastighetslaser ved 532 nm for OR), noe som gjør systemet ubeleilig og kostbart 28 . OR-PAM laserbølgelengden er fast, og mange studier, som for eksempel på oksygenmetning, er ikke mulige ved bruk av dette kombinerte systemet. Sammenligningsstudier mellom AR og OR PAM er heller ikke mulige på grunn av forskjellen i laserbølgelengder mellom AR og OR. Dessuten bruker AR-PAM lysfeltbelysning; Derfor begrenser sterke bildeakustiske signaler fra hudflaten bildekvaliteten. Av denne grunn kan systemet ikke brukes til mange bioimaging applikasjoner. I en annen tilnærming til å utføre AR og OR PAM, blir det optiske og ultralydfokuset skiftet, noe som gjør lysfokus og ultralydfokus ujevnt. Bildekvaliteten er således ikke optimal <suP class = &quot;xref&quot;&gt; 29. Ved hjelp av denne teknikken kan AR-PAM og OR-PAM oppnå bare 139 μm og 21 μm resolusjoner, henholdsvis, noe som gjør det til et dårlig oppløsningssystem. En annen tilnærming, som inkluderer endring av optisk fiber og kollimerende optikk, ble rapportert å bytte mellom AR og OR PAM, noe som gjorde justeringsprosessen vanskelig 30 . I alle disse tilfellene brukte AR-PAM ikke mørkfeltbelysning. Bruken av mørkfeltbelysning kan redusere genereringen av sterke fotoakustiske signaler fra hudoverflaten. Derfor kan dypvevsbilding utføres ved hjelp av ringformet belysning, da deteksjonsfølsomheten til dype fotoakustiske signaler blir høyere sammenlignet med lysfeltbelysningen. Dette arbeidet rapporterer et omstillbart AR og OR PAM (AR-OR-PAM) bildebehandlingssystem som er i stand til både høyoppløselig bildebehandling og lavoppløselig dypvevsbilding av samme prøve, med samme laser og skanner for begge systeneEMS. Utførelsen av AR-OR-PAM-systemet ble karakterisert ved å bestemme den romlige oppløsningen og bildedybden ved hjelp av fantomeksperimenter. In vivo ble blodvaskekarbeider utført på et musearm for å demonstrere sin biologiske avbildningskapasitet.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="939">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:303px;">Q-switched Nd:YAG laser</td>
			<td style="width:232px;">Edgewave</td>
			<td style="width:177px;">BX80-2-L</td>
			<td style="width:227px;">Pump laser&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Credo-High Repetition Rate Dye Laser</td>
			<td>Spectra physics</td>
			<td style="width:177px;">CREDO-DYE-N</td>
			<td>Dye laser</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Precision Linear Stage</td>
			<td>Physik Instrumente</td>
			<td>PLS 85&#160;</td>
			<td>XY raster scanning stage</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Translation stage</td>
			<td>Physik Instrumente</td>
			<td>VT 80&#160;</td>
			<td>Confocal determine</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Mounted Silicon photodiode</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>SM05PD1A</td>
			<td>Triggering/Pulse variation</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Motorized continuous Rotational stage&#160;</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>CR1/M-Z7</td>
			<td>Diverting laser beam</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Mounted Continuously Variable ND Filter</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>NDC-50C-4M</td>
			<td>Intensity variable</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Fiber Patch Cable</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>M29L01</td>
			<td>Multimode fiber</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:303px;">Microscope objective</td>
			<td>Newport</td>
			<td>M-10X</td>
			<td>Objective&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">XY translating mount</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>CXY1</td>
			<td>Translating mount</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:303px;">Plano convex lens</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>LA1951</td>
			<td>Collimating lens</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Conical lens&#160;</td>
			<td>Altechna</td>
			<td>APX-2-B254</td>
			<td>Ring shape beam</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:303px;">Translation stage</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>CT1</td>
			<td>Translating stage</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:303px;">Optical condenser</td>
			<td style="width:232px;">Home made</td>
			<td style="width:177px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Ultrasonic transducer</td>
			<td>Olympus-NDT</td>
			<td>V214-BB-RM</td>
			<td>50MHz transducer</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:303px;">Plano concave lens</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>LC4573</td>
			<td>Acoustic lens</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Pulser/Receiver</td>
			<td>Olympus-NDT</td>
			<td>5073PR</td>
			<td>Pulse echo amplifier&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:303px;">Mounted standard iris</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>ID12/M</td>
			<td>Beam shaping</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:303px;">Plano convex lens</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>LA4327</td>
			<td>Condenser lens</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:303px;">Mounted precision pinhole</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>P50S</td>
			<td>Spatial filtering</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:303px;">Single mode fiber patch cable</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>P1-460B-FC-1</td>
			<td>Single mode fiber</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:303px;">Fiber coupler</td>
			<td>Newport</td>
			<td>F-91-C1</td>
			<td>Single mode coupling</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:303px;">Achromatic doublet lens</td>
			<td style="width:232px;">Edmund Optics</td>
			<td>32-317</td>
			<td>Achromatic doublet</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:303px;">Protected silver elliptical mirror</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>PFE10-P01</td>
			<td>Mirror</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:303px;">Right angle kinematic mirror mount</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>KCB1</td>
			<td>Mirror mount</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Z-Axis Translation Mount</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>SM1Z</td>
			<td>z translator</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:303px;">Lens tube</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>SM05L10</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:303px;">UV Fused Silica Right-Angle Prism</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>PS615</td>
			<td>Right angle prism</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:303px;">Rhomboid prism</td>
			<td style="width:232px;">Edmund Optics</td>
			<td>47-214</td>
			<td>Shear wave</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Dimethylpolysiloxane</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>DMPS1M</td>
			<td>Silicon oil</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:303px;">Amplifier</td>
			<td>Mini Circuits</td>
			<td>ZFL-500LN</td>
			<td>Amplifier</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:303px;">16 bit high speed digitizer</td>
			<td>Spectrum</td>
			<td>M4i.4420</td>
			<td>Data acquisition card</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:303px;">Oscilloscope</td>
			<td style="width:232px;">Agilent Technologies</td>
			<td style="width:177px;">DS06014A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:303px;">Mice&#160;</td>
			<td style="width:232px;">InVivos Pte.Ltd</td>
			<td style="width:177px;">ICR</td>
			<td>Animal model</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:303px;">Ultrasound gel&#160;</td>
			<td>Progress/parker acquasonic gel</td>
			<td>PA-GEL-CLEA-5000</td>
			<td>Acoustic coupling</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:303px;">Water tank</td>
			<td style="width:232px;">Home made</td>
			<td style="width:177px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:303px;">Translation stage</td>
			<td style="width:232px;">Homemade</td>
			<td style="width:177px;"></td>
			<td>Switching AR-OR</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:303px;">Gold nanoparticles</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td align="right">742031</td>
			<td>Lateral resolution</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:303px;">Sterile ocular ointment</td>
			<td style="width:232px;">Alcon</td>
			<td style="width:177px;">Duratears</td>
			<td>Animal imaging</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:303px;">1951 USAF resolution test target</td>
			<td style="width:232px;">Edmund Optics</td>
			<td align="right" style="width:177px;">38257</td>
			<td>Confocal alignment</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:303px;">Data acquisition software</td>
			<td style="width:232px;">National Instrument</td>
			<td style="width:177px;">Labview</td>
			<td>Home made software using Labview</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:303px;">Image Processing software</td>
			<td style="width:232px;">Mathworks</td>
			<td style="width:177px;">Matlab</td>
			<td>Home made program using Matlab</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

switchable acoustic and optical resolution photoacoustic microscopy for in vivo small-animal blood vasculature imaging

Photoacoustic microscopy (PAM) er en raskt voksende invivo avbildningsmodalitet som kombinerer både optikk og ultralyd, og gir penetrering utover den optiske middelfrie banen (~ 1 mm i huden) med høy oppløsning. Ved å kombinere optisk absorpsjonskontrast med den høye romlige oppløsningen av ultralyd i en enkelt modalitet, kan denne teknikken trenge inn i dype vev. Fotoakustiske mikroskopisystemer kan enten ha en lav akustisk oppløsning og sonde dypt eller en høy optisk oppløsning og sonde grundig. Det er utfordrende å oppnå høy romlig oppløsning og stor dybdeinntrenging med et enkelt system. Dette arbeidet presenterer et AR-OR-PAM-system som er i stand til både høyoppløselig bildebehandling på grunne dyp og lavoppløselig dypvevsbilding av samme prøve in vivo . En lateral oppløsning på 4 μm med 1,4 mm billeddybde ved hjelp av optisk fokusering og en lateral oppløsning på 45 μm med 7,8 mm billeddybde ved bruk av akustisk fokusering var vellykketDemonstreres ved bruk av det kombinerte systemet. Her utføres i-vivo blodkar-vaskulaturbilde for å demonstrere biologisk avbildningskapasitet.

Skjematisk for AR-OR-PAM-systemet er vist i figur 1 . I dette oppsettet ble alle komponenter integrert og montert i et optisk buropsett. Bruken av et bursystem gjør AR-OR-PAM-skannehodet kompakt og enkelt montert, justert og integrert i en enkelt skanningstrinn. Todimensjonal kontinuerlig raster-skanning av bildehodet ble brukt under bildeoppkjøpet. De tidsbestemte PA-signalene ble multiplisert ...

Watch this Scientific Journal Video about Switchable Acoustic and Optical Resolution Photoacoustic Microscopy for In Vivo Small-animal Blood Vasculature Imaging at JoVE.com

Switchable Acoustic and Optical Resolution Photoacoustic Microscopy for In Vivo Small-animal Blood Vasculature Imaging

Her er det vist en akustisk oppløsning (AR) og optisk oppløsning (OR) fotoakustisk mikroskopi (AR-OR-PAM) som er i stand til både høyoppløselig bildebehandling ved grunne dybder og lavoppløselig dyp vevsavbildning på samme prøve in vivo .

Byttbar akustisk og optisk oppløsning Photoacoustic Microscopy for<em&gt; In vivo</em&gt; Små dyr blodprodusering av blodkar

Photoacoustic microscopy (PAM) is a fast-growing invivo imaging modality that combines both optics and ultrasound, providing penetration beyond the ...

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Switchable Acoustic and Optical Resolution Photoacoustic Microscopy for In Vivo Small-animal Blood Vasculature Imaging

Three-dimensional Optical-resolution Photoacoustic Microscopy

Optical microscopy, providing valuable insights at the cellular and organelle levels, has been widely recognized as an enabling biomedical technology. As ...

Integrated Photoacoustic Ophthalmoscopy and Spectral-domain Optical Coherence Tomography

Integrert Photoacoustic ophthalmoscopy og Spectral-domene optisk koherens tomografi

Both the clinical diagnosis and fundamental investigation of major ocular diseases greatly benefit from various non-invasive ophthalmic imaging ...

Wideband Optical Detector of Ultrasound for Medical Imaging Applications

Wideband optisk detektor av ultralyd for Medical Imaging Applications

Optical sensors of ultrasound are a promising alternative to piezoelectric techniques, as has been recently demonstrated in the field of optoacoustic ...

High-resolution Spatiotemporal Analysis of Receptor Dynamics by Single-molecule Fluorescence Microscopy

Høyoppløselig Spatiotemporal Analyse av Receptor Dynamics av ​​Single-molekyl fluorescens mikroskopi

Single-molecule microscopy is emerging as a powerful approach to analyze the behavior of signaling molecules, in particular concerning those aspect (e.g., ...

Preparation of Mica Supported Lipid Bilayers for High Resolution Optical Microscopy Imaging

Utarbeidelse av Mica Støttet Lipid bilayers for High Resolution Optical Mikros Imaging

Supported lipid bilayers (SLBs) are widely used as a model for studying membrane properties (phase separation, clustering, dynamics) and its interaction ...

Fluorescence-quenching of a Liposomal-encapsulated Near-infrared Fluorophore as a Tool for In Vivo Optical Imaging

Fluorescence-quenching of a Liposomal-encapsulated Near-infrared Fluorophore as a Tool for In Vivo Optical Imaging

Fluorescens-slukking av en Liposomalinnkapslet Nær-infrarød fluoroforen som et verktøy for<em&gt; I Vivo</em&gt; Optisk Imaging

Optical imaging offers a wide range of diagnostic modalities and has attracted a lot of interest as a tool for biomedical imaging. Despite the enormous ...

A High-performance Compact Photoacoustic Tomography System for In Vivo Small-animal Brain Imaging

A High-performance Compact Photoacoustic Tomography System for In Vivo Small-animal Brain Imaging

Et høyytelses kompakt fotoakustisk tomografisystem for<em&gt; In vivo</em&gt; Små dyrs hjernedannelse

In vivo small-animal imaging has an important role to play in preclinical studies. Photoacoustic tomography (PAT) is an emerging hybrid imaging modality ...

Hand-held Clinical Photoacoustic Imaging System for Real-time Non-invasive Small Animal Imaging

Håndholdt klinisk Photoacoustic tenkelig System for sanntid ikke-invasiv liten dyr Imaging

Translation of photoacoustic imaging into the clinic is a major challenge. Handheld real-time clinical photoacoustic imaging systems are very rare. Here, ...

Rigid Embedding of Fixed and Stained, Whole, Millimeter-Scale Specimens for Section-free 3D Histology by Micro-Computed Tomography

Stive innebygging av fast og farget, hele, Millimeter skala prøver for delen-gratis 3D Histology av mikro-beregnet tomografi

For over a hundred years, the histological study of tissues has been the gold standard for medical diagnosis because histology allows all cell types in ...

Visualizing Adhesion Formation in Cells by Means of Advanced Spinning Disk-Total Internal Reflection Fluorescence Microscopy

Visualisere vedheft formasjon i celler ved hjelp av avansert spinner disken totalt interne refleksjon fluorescens mikroskopi

In living cells, processes such as adhesion formation involve extensive structural changes in the plasma membrane and the cell interior. In order to ...