Name: a high-performance compact photoacoustic tomography system for in vivo small-animal brain imaging
Uploaded: 2017-06-21T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about A High-performance Compact Photoacoustic Tomography System for In Vivo Small-animal Brain Imaging at JoVE.com

Исследование поддерживается грантом уровня 2, финансируемым Министерством образования Сингапура (ARC2 / 15: M4020238) и Национальным советом медицинских исследований Министерства здравоохранения Сингапура (NMRC / OFIRG / 0005/2016: M4062012). Авторы хотели бы поблагодарить г-на Чоу Вай Хоонга Бобби за помощь в механическом магазине.

Все эксперименты на животных проводились в соответствии с руководящими принципами и положениями, одобренными Комитетом по уходу за больными и их использованием в Технологическом университете Наньяна в Сингапуре (номер протокола животных ARF-SBS / NIE-A0263). 1. Описание системы...

<ol>
	<li>Upputuri, P. 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+advances+toward+preclinical+and+clinical+translation+of+photoacoustic+tomography:+a+review.">Recent advances toward preclinical and clinical translation of photoacoustic tomography: a review.</a> J Biomed Opt. 22 (4), 041006 (2017).</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 Sel Top Quantum Electron. 22 (3), 6801215 (2016).</li><li>Valluru, K. S., Willmann, J. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Clinical+photoacoustic+imaging+of+cancer.">Clinical photoacoustic imaging of cancer.</a> Ultrasonography. 35 (4), 267 (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>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 (2014).</li><li>Kalva, 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=Experimental+validation+of+tangential+resolution+improvement+in+photoacoustic+tomography+using+a+modified+delay-and-sum+reconstruction+algorithm.">Experimental validation of tangential resolution improvement in photoacoustic tomography using a modified delay-and-sum reconstruction algorithm.</a> J Biomed Opt. 21 (8), 086011 (2016).</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=High+resolution+ultrasound+and+photoacoustic+imaging+of+single+cells.">High resolution ultrasound and photoacoustic imaging of single cells.</a> Photoacoustics. 4 (1), 36-42 (2016).</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>Zhou, Y., 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=A+Phosphorus+Phthalocyanine+Formulation+with+Intense+Absorbance+at+1000+nm+for+Deep+Optical+Imaging.">A Phosphorus Phthalocyanine Formulation with Intense Absorbance at 1000 nm for Deep Optical Imaging.</a> Theranostics. 6 (5), 688-697 (2016).</li><li>Upputuri, P. K., Wu, Z., Gong, L., Ong, C. K., Wang, H. <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+coherent+anti-Stokes+Raman+scattering+microscopy+with+photonic+nanojets.">Super-resolution coherent anti-Stokes Raman scattering microscopy with photonic nanojets.</a> Opt Express. 22 (11), 12890-12899 (2014).</li><li>Raghunathan, R., Singh, M., Dickinson, M. E., Larin, K. 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+coherence+tomography+for+embryonic+imaging:+a+review.">Optical coherence tomography for embryonic imaging: a review.</a> J Biomed Opt. 21 (5), 050902 (2016).</li><li>Burton, N. C., 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=Multispectral+opto-acoustic+tomography+(MSOT)+of+the+brain+and+glioblastoma+characterization.">Multispectral opto-acoustic tomography (MSOT) of the brain and glioblastoma characterization.</a> Neuroimage. 65 (2), 522-528 (2013).</li><li>Su, R., Ermilov, S. A., Liopo, A. V., Oraevsky, A. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Three-dimensional+optoacoustic+imaging+as+a+new+noninvasive+technique+to+study+long-term+biodistribution+of+optical+contrast+agents+in+small+animal+models.">Three-dimensional optoacoustic imaging as a new noninvasive technique to study long-term biodistribution of optical contrast agents in small animal models.</a> J Biomed Opt. 17 (10), 101506 (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=In+vivo+functional+chronic+imaging+of+a+small+animal+model+using+optical-resolution+photoacoustic+microscopy.">In vivo functional chronic imaging of a small animal model using optical-resolution photoacoustic microscopy.</a> Med Phys. 36 (6), 2320-2323 (2009).</li><li>Zhang, E. Z., Laufer, J., Pedley, R. B., 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=3D+photoacoustic+imaging+system+for+in+vivo+studies+of+small+animal+models.">3D photoacoustic imaging system for in vivo studies of small animal models.</a> Proc SPIE. 6856, 68560 (2008).</li><li>Deng, Z., Li, W., Li, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Slip-ring-based+multi-transducer+photoacoustic+tomography+system.">Slip-ring-based multi-transducer photoacoustic tomography system.</a> Opt Lett. 41 (12), 2859-2862 (2016).</li><li>Tang, J., Coleman, J. E., Dai, X., Jiang, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Wearable+3-D+Photoacoustic+Tomography+for+Functional+Brain+Imaging+in+Behaving+Rats.">Wearable 3-D Photoacoustic Tomography for Functional Brain Imaging in Behaving Rats.</a> Sci Rep. 6, 25470 (2016).</li><li>Pramanik, M., 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=In+vivo+carbon+nanotube-enhanced+non-invasive+photoacoustic+mapping+of+the+sentinel+lymph+node.">In vivo carbon nanotube-enhanced non-invasive photoacoustic mapping of the sentinel lymph node.</a> Phys Med Biol. 54 (11), 3291-3301 (2009).</li><li>Yao, J., Xia, 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=Multiscale+Functional+and+Molecular+Photoacoustic+Tomography.">Multiscale Functional and Molecular Photoacoustic Tomography.</a> Ultrason Imaging. 38 (1), 44-62 (2016).</li><li>Huang, S., Upputuri, P. K., Liu, H., Pramanik, M., Wang, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+dual-functional+benzobisthiadiazole+derivative+as+an+effective+theranostic+agent+for+near-infrared+photoacoustic+imaging+and+photothermal+therapy.">A dual-functional benzobisthiadiazole derivative as an effective theranostic agent for near-infrared photoacoustic imaging and photothermal therapy.</a> J Mat Chem B. 4 (9), 1696-1703 (2016).</li><li>Olefir, I., Mercep, E., Burton, N. C., Ovsepian, S. V., 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=Hybrid+multispectral+optoacoustic+and+ultrasound+tomography+for+morphological+and+physiological+brain+imaging.">Hybrid multispectral optoacoustic and ultrasound tomography for morphological and physiological brain imaging.</a> J Biomed Opt. 21 (8), 086005 (2016).</li><li>Hu, S., Maslov, K., Tsytsarev, V., 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+transcranial+brain+imaging+by+optical-resolution+photoacoustic+microscopy.">Functional transcranial brain imaging by optical-resolution photoacoustic microscopy.</a> J Biomed Opt. 14 (4), 040503 (2009).</li><li>Yao, J. 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=Noninvasive+photoacoustic+computed+tomography+of+mouse+brain+metabolism+in+vivo.">Noninvasive photoacoustic computed tomography of mouse brain metabolism in vivo.</a> Neuroimage. 64 (1), 257-266 (2013).</li><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=Neurovascular+photoacoustic+tomography.">Neurovascular photoacoustic tomography.</a> Front Neuroenergetics. 2, 10 (2010).</li><li>Upputuri, P. 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=Performance+characterization+of+low-cost,+high-speed,+portable+pulsed+laser+diode+photoacoustic+tomography+(PLD-PAT)+system.">Performance characterization of low-cost, high-speed, portable pulsed laser diode photoacoustic tomography (PLD-PAT) system.</a> Biomed Opt Express. 6 (10), 4118-4129 (2015).</li><li>Yang, X., 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=Photoacoustic+tomography+of+small+animal+brain+with+a+curved+array+transducer.">Photoacoustic tomography of small animal brain with a curved array transducer.</a> J Biomed Opt. 14 (5), 054007 (2009).</li><li>Sivasubramanian, 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=High+frame+rate+photoacoustic+imaging+at+7000+frames+per+second+using+clinical+ultrasound+system.">High frame rate photoacoustic imaging at 7000 frames per second using clinical ultrasound system.</a> Biomed Opt Express. 7 (2), 312-323 (2016).</li><li>Allen, J. S., 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=Pulsed+near-infrared+laser+diode+excitation+system+for+biomedical+photoacoustic+imaging.">Pulsed near-infrared laser diode excitation system for biomedical photoacoustic imaging.</a> Opt Lett. 31 (23), 3462-3464 (2006).</li><li>Kolkman, R. G. M., Steenbergen, W., van Leeuwen, T. G. <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+photoacoustic+imaging+of+blood+vessels+with+a+pulsed+laser+diode.">In vivo photoacoustic imaging of blood vessels with a pulsed laser diode.</a> Lasers Med Sci. 21 (3), 134-139 (2006).</li><li>Daoudi, K., 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=Handheld+probe+integrating+laser+diode+and+ultrasound+transducer+array+for+ultrasound/photoacoustic+dual+modality+imaging.">Handheld probe integrating laser diode and ultrasound transducer array for ultrasound/photoacoustic dual modality imaging.</a> Opt Express. 22 (21), 26365-26374 (2014).</li><li>Upputuri, P. 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=Pulsed+laser+diode+based+optoacoustic+imaging+of+biological+tissues.">Pulsed laser diode based optoacoustic imaging of biological tissues.</a> Biomed Phys Eng Express. 1 (4), 045010-045017 (2015).</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=.">.</a> American National Standard for Safe Use of Lasers ANSI Z136.1-2000. , (2000).</li></ol>

В этой работе представлен протокол для визуализации изображений мозга in vivo на крысах с использованием системы PLD-PAT. Протокол включает подробное описание системы формирования изображения и ее выравнивание, а также иллюстрацию изображения мозга на крысах. Существующие системы PAT н...

<html> Фотоакустическая томография (PAT) представляет собой гибридный метод визуализации, который имеет множество применений в клинических и доклинических исследованиях 1 , 2 , 3 , 4 , 5 . В PAT наносекундные лазерные импульсы облучают биологическую ткань. Поглощение падающего света тканевыми хромофорами приводит к локальному повышению температуры, которое затем дает волны давления, излучаемые в виде звуковых волн. Ультразвуковой детектор собирает фотоакустические сигналы в разных положениях вокруг образца. Сигналы фотоакустики (ПА) восстанавливаются с использованием различных алгоритмов (таких как алгоритм задержки и суммирования) 6 для генерации фотоакустического изображения. Этот гибридный способ визуализации предлагает изображение с высоким разрешением, глубокой тканью и высокий контраст оптического поглощения 7 ,Class = &quot;xref&quot;&gt; 8. В последнее время в ткани куриной грудки с помощью более длинной длины волны (~ 1 064 нм) и экзогенного контрастного вещества, называемого фосфаровым фталоцианином, была достигнута глубина 9 -мм изображения. Эта чувствительность по глубине намного выше чувствительности по глубине других оптических методов, таких как конфокальная флуоресцентная микроскопия, двухфотонная флуоресцентная микроскопия, 10-я оптическая когерентная томография и т. Д. Используя более одной длины волны, ПАТ может демонстрировать структурные и функциональные изменения в органах , Для многих заболеваний человека были разработаны модели с малым животным 12 , 13 , 14 , 15 . Для визуализации мелких животных было продемонстрировано несколько модальностей. Из всех этих подходов визуализация ПА получила довольно быстрое внимание благодаря преимуществам, упомянутым выше. ПенсильванияT показал свой потенциал для визуализации кровеносных сосудов в тканях и органах ( например, сердца, легких, печени, глаз, селезенки, мозга, кожи, спинного мозга, почек и т. Д. ) Мелких животных 4 , 16 , 17 , 18 . PAT - это хорошо зарекомендовавшая себя мода для визуализации головного мозга мелких животных. PA-волны возникают из-за поглощения света хромофорами, поэтому многоволновое PAT позволяет отображать общую концентрацию гемоглобина (HbT) и насыщение кислородом (SO 2 ) 19 , 20 , 21 , 22 . С помощью экзогенных контрастных агентов 12 , 23 , 24 достигалась нейрососудистая визуализация головного мозга. Модификация ПА может помочь лучше понять состояние здоровья мозгаПредоставляя информацию на молекулярном и генетическом уровнях. Для изображений с малым животным лазеры Nd: YAG / OPO широко используются в качестве источников возбуждения PAT. Эти лазеры доставляют ~ 5 нс ближнего инфракрасного импульса с энергией (~ 100 мДж в окне вывода OPO) при частоте повторения ~ 10 Гц. Система PA, оборудованная такими лазерами, является дорогостоящей и громоздкой и обеспечивает низкоскоростную визуализацию с помощью одноэлементных ультразвуковых преобразователей (UST) из-за низкой частоты повторения лазерного источника. Типичное время получения A-линии в таких системах PA составляет ~ 5 минут на поперечное сечение 25 . Система визуализации с таким длительным временем измерения не идеальна для изображений с малым животным, поскольку трудно контролировать физиологические параметры для полнообъемной визуализации, функционального изображения с временным разрешением и т. Д. Принимая множество одноэлементных UST, массив На основе UST, или лазер с высокой частотой повторения, можно увеличить скорость формирования изображения PAсистемы. Использование только одного элемента UST для сбора всех сигналов PA вокруг образца будет ограничивать скорость формирования изображения в системе. Для высокоскоростных высокочувствительных методов визуализации демонстрируются множественные одноэлементные UST, расположенные в круговой или полукруглой геометрии. На основе массивов UST 26 , таких как линейные, полукруглые, круговые и объемные массивы, были успешно использованы для визуализации в реальном времени 1 . Эти массивные USTs увеличивают скорость обработки изображений и уменьшают чувствительность измерения, но они дороги. Тем не менее, скорость формирования изображений в системах PA, использующих устройства на основе массива, по-прежнему ограничена частотой повторения работы лазера. Технология импульсных лазеров усовершенствована для создания импульсных импульсных лазерных диодов с высокой повторяемостью (PLD). 7000 кадров / с. Фотоакустическая визуализация B-scan была продемонстрирована с помощью PLD с использованием клинической ультразвуковой платформы 27 . Такие PLD могут улучшить скорость обработки изображенийE PAT, даже с одноэлементной геометрией сканирования UST. Одноэлементные USTs являются менее дорогостоящими и высокочувствительными, в отличие от UST. В течение последнего десятилетия было мало исследований по использованию PLD с высокой частотой повторения в качестве источника возбуждения для изображений PA. Для визуализации PA фантомов 28 была продемонстрирована PLD на основе волокон на основе инфракрасного излучения. Показания in vivo кровеносных сосудов на глубине ~ 1 мм ниже кожи человека были продемонстрированы с использованием PLD с низкой энергией 29 . Сообщалось о фотоакустическом микроскопе с оптическим разрешением на основе PLD (ORPAM). Используя PLD, было показано изображение глубиной ~ 1,5 см при частоте кадров 0,43 Гц. 30 . Совсем недавно сообщалось о системе PLD-PAT, которая обеспечивала изображения через ~ 3 с и глубину формирования изображения размером 2 см в биологической ткани 25 , 31 . Это исследование показало, что такая недорогая компактная система может обеспечить высокий уровеньДаже на высоких скоростях. Система PLD-PAT может использоваться для фотоакустической визуализации с высоким кадром (7000 кадров в секунду), визуализации поверхностного кровеносного сосуда, визуализации пальцевого сустава, двухслойной визуализации ткани, визуализации головного мозга мелких животных и т . Д. Одноволновые и Импульсы с малой пульсовой энергией от PLD ограничивают его применение в мультиспектральном и глубоком изображении тканей. Эксперименты проводились на мелких животных с использованием той же системы PLD-PAT, которая использовалась для доклинических применений. Цель этой работы - предоставить визуализированную экспериментальную демонстрацию системы PLD-PAT для двумерного поперечного срединного визуализации мозга мелких животных.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="1212">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:243px;">Pulsed laser diode</td>
			<td style="width:195px;">Quantel, France</td>
			<td style="width:327px;">QD-Q1910-SA-TEC</td>
			<td style="width:449px;">It is the excitation laser source with specifications 803 nm, 1.4mJ per pulse, 136 ns pulse, 7kHz maximum, dimentions : 11.0 x 6.0 x 3.6 cm, weight: ~150 gm</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;">Stepper motor with gearbox</td>
			<td style="width:195px;">LIN Engineering (Servo Dynamics)</td>
			<td style="width:327px;">Motor: CO-5718-01P, Gearbox: DPL64/1, I = 10 for NEMA 23; power supply PW100-48</td>
			<td style="width:449px;">To move the detector holder in a circular geometry. Torque: 2.08 N-m, Rotor inertia: 2.6 kg-cm2</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;">Ultrasonic pulser/receiver</td>
			<td>Olympus</td>
			<td>5072PR</td>
			<td style="width:449px;">To receive, filter and ampligy the PA signal from UST. Its bandwidth is 35MHz, and gain is &#177;59 dB.</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;">Ultrasound Transducer</td>
			<td>Olympus</td>
			<td>V306-SU-NK-CF1.9IN/Q4200069</td>
			<td style="width:449px;">Ultrasonic sensors used for photoacoustic detection. Central freqency 2.25 MHz, 0.5 in, Cylindrical focus 1.9 inch</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;">PCIe DAQ (Data acquisition) Card</td>
			<td>GaGe</td>
			<td>CSE4227/ A6000610/B0E00610</td>
			<td style="width:449px;">12 bit, 100 Ms/s, 2 channels, 1 Gs on board memory, PCIe x16 interface</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:243px;">Rats</td>
			<td>In Vivos Pte Ltd, Singapore</td>
			<td style="width:327px;">NTac:SD, Sprague Dawley / SD</td>
			<td>Female, weight 100&#177;10g</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:243px;">Acrylic water tank </td>
			<td style="width:195px;">NTU workshop</td>
			<td style="width:327px;">Custom-made</td>
			<td style="width:449px;">It contains the water that acts as an acoustic coupling medium between brain and detector</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:243px;">Circular Scanner </td>
			<td style="width:195px;">NTU workshop</td>
			<td style="width:327px;">Custom-made</td>
			<td>Scanner is made out of Alluminum </td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:243px;">Anesthetic Machine</td>
			<td>medical plus pte ltd</td>
			<td style="width:327px;">Non-Rebreathing Anaesthesia machine with oxygen concentrator.</td>
			<td>Supplies oxygen and isoflurane to animal</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:243px;">Pulse Oxymeter portable</td>
			<td>Medtronic</td>
			<td style="width:327px;">PM10N with veterinary sensor</td>
			<td>Monitors the pulse oxymetry of the animal</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;">Ultrasound gel</td>
			<td style="width:195px;">Progress/parker acquasonic gel</td>
			<td>PA-GEL-CLEA-5000</td>
			<td>Clear ultrasound gel</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:243px;">Data acqusison software</td>
			<td style="width:195px;">National Instruments Corporation,Austin,TX,USA)</td>
			<td style="width:327px;">NI LabVIEW 2015 SP1</td>
			<td style="width:449px;">LabVIEW based program was developed in our laboratory for controlling the stepper motor and acquring the PA singnals from the detector</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:243px;">Data processing software</td>
			<td style="width:195px;">Matlab (Mathworks, Natick, MA, USA)</td>
			<td style="width:327px;">Matlab R2012b</td>
			<td style="width:449px;">Matlab code for reconstruction of PA images was developed in our lab</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Temperature controller </td>
			<td>LaridTech, MO,USA</td>
			<td>MTTC1410</td>
			<td>It will constantly control temperature of the PLD </td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">12 V power supply </td>
			<td>Voltcraft </td>
			<td style="width:327px;">PPS-11810</td>
			<td>To supply operating voltage for PLD</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Variable power supply </td>
			<td>BASETech</td>
			<td>BT-153</td>
			<td>To change the laser output power</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:243px;">Funtion generator </td>
			<td style="width:195px;">Funktionsgenerator</td>
			<td>FG250D</td>
			<td style="width:449px;">To change the repetetion rate of the PLD. It will provide TTL signal to synchronize the DAQ with the laser excitation.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:243px;">Animal distributor</td>
			<td style="width:195px;">In Vivos Pte Ltd, Singapore</td>
			<td style="width:327px;"></td>
			<td>Animal distributor that supplies small animals for research purpose.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:243px;">Animal holder</td>
			<td style="width:195px;">NTU workshop</td>
			<td style="width:327px;">Custom-made</td>
			<td>Used for holding the animal on its abdomen</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:243px;">Breathing mask</td>
			<td style="width:195px;">NTU workshop</td>
			<td style="width:327px;">Custom-made</td>
			<td>Used along with animal holder to supply anesthesia mixture to the animal</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:243px;">Pentobarbital sodium</td>
			<td style="width:195px;">Valabarb</td>
			<td style="width:327px;"></td>
			<td>Used for euthanizing the animal after the expeirment.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:243px;">Optical diffuser</td>
			<td style="width:195px;">Thorlabs</td>
			<td style="width:327px;">DG10-1500</td>
			<td>Used to to make the laser beam homogeneous</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a high-performance compact photoacoustic tomography system for in vivo small-animal brain imaging

В животноводстве in vivo важную роль играют доклинические исследования. Фотоакустическая томография (PAT) - это новый гибридный метод визуализации, который демонстрирует большой потенциал как для доклинических, так и для клинических применений. Обычные системы PAT (OPO-PAT) на основе оптического параметрического осциллятора являются громоздкими и дорогими и не могут обеспечить высокоскоростную визуализацию. Недавно импульсы с импульсным лазером (PLD) были успешно продемонстрированы как альтернативный источник возбуждения для PAT. Импульсно-лазерный диод PAT (PLD-PAT) был успешно продемонстрирован для высокоскоростного изображения на фотоакустических фантомах и биологических тканях. Эта работа представляет собой визуализированный экспериментальный протокол для визуализации мозга in vivo с использованием PLD-PAT. Протокол включает в себя компактную конфигурацию системы PLD-PAT и ее описание, подготовку животных к визуализации головного мозга и типичную экспериментальную процедуру для двумерного изображения мозга головного мозга с поперечным сечением. Система PLD-PAT компактна и экономичнаЭффективно и может обеспечить высокоскоростную высококачественную визуализацию. Представлены изображения мозга, собранные in vivo при различных скоростях сканирования.

Результаты визуализации мозга in vivo , демонстрирующие возможности описанной системы PLD-PAT, демонстрируются в этом разделе. Чтобы продемонстрировать высокоскоростные возможности визуализации системы PLD-PAT, была выполнена визуализация мозга in vivo двух разных зд...

Watch this Scientific Journal Video about A High-performance Compact Photoacoustic Tomography System for In Vivo Small-animal Brain Imaging at JoVE.com

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

Показана компактная система фотоакустической томографии на основе диодов на основе импульсного лазерного излучения (PLD-PAT) для высокоскоростной визуализации мозга in vivo у мелких животных.

Высокопроизводительная компактная фотоакустическая томография для<em&gt; В Виво</em&gt; Малое животное

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

Research

JoVE Journal

Bioengineering

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

Three-dimensional Optical-resolution Photoacoustic Microscopy

Трехмерная оптическая разрешением Фотоакустическая микроскопии

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

Viral Nanoparticles for In vivo Tumor Imaging

Viral Nanoparticles for In vivo Tumor Imaging

Вирусный наночастиц для<em&gt; В естественных условиях</em&gt; Изображения опухоли

The use of nanomaterials has the potential to revolutionize materials science and medicine. Currently, a number of different nanoparticles are being ...

Integrated Photoacoustic Ophthalmoscopy and Spectral-domain Optical Coherence Tomography

Комплексная Фотоакустический Офтальмоскопия и спектрально-домен Оптическая когерентная томография

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

Anatomical Reconstructions of the Human Cardiac Venous System using Contrast-computed Tomography of Perfusion-fixed Specimens

Анатомические реконструкций сердца человека венозной системы использованием контраста Компьютерная томография перфузии фиксированных экземпляров

A detailed  understanding of the complexity and relative variability within the human  cardiac venous system is crucial for the development of cardiac ...

The Arteriovenous (AV) Loop in a Small Animal Model to Study Angiogenesis and Vascularized Tissue Engineering

The Arteriovenous AV Loop in a Small Animal Model to Study Angiogenesis and Vascularized Tissue Engineering

Loop Arteriovenous (AV) в модели мелких животных для изучения ангиогенеза и васкуляризированных тканевой инженерии

A functional blood vessel network is a prerequisite for the survival and growth of almost all tissues and organs in the human body. Moreover, in ...

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

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

Переключаемая акустическая и оптическая разрешающая фотоакустическая микроскопия для<em&gt; В Виво</em&gt; Масштабная картинка клеток

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

Proper Positioning and Restraint of a Rat Hind Limb for Focused High Resolution Imaging of Bone Micro-architecture Using In Vivo Micro-computed Tomography

Proper Positioning and Restraint of a Rat Hind Limb for Focused High Resolution Imaging of Bone Micro-architecture Using In Vivo Micro-computed Tomography

Правильное позиционирование и сдержанность крыса задние конечности для целенаправленного высоким разрешением изображений кости с помощью микро архитектуры в естественных условиях Микро Компьютерная томография

The use of in vivo micro-computed tomography (&#181;CT) is a powerful tool which involves the non-destructive imaging of internal structures at high ...

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

Ручные клинических Фотоакустическая изображений системы для реального времени неинвазивные мелких животных изображений

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

Жесткая встраивание фиксированной и витражи, в целом, миллиметр масштаб образцов для секции Бесплатные 3D гистологии, Микро Компьютерная томография

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 ...

In Vivo Two-Color 2-Photon Imaging of Genetically-Tagged Reporter Cells in the Skin

В Vivo Двухцветные 2-фотон-изображения генетически-tagged репортер ателье клетки в коже

Fibroblasts are mesenchymal cells that change their morphology upon activation, ultimately influencing the microenvironment of the tissue they are located ...