Name: pulsed laser diode-based desktop photoacoustic tomography for monitoring wash-in and wash-out of dye in rat cortical vasculature
Uploaded: 2019-05-30T15:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Pulsed Laser Diode-Based Desktop Photoacoustic Tomography for Monitoring Wash-In and Wash-Out of Dye in Rat Cortical Vasculature at JoVE.com

ويدعم البحث المجلس الوطني للبحوث الطبية التابع لوزارة الصحة في سنغافورة (NMRC/OFIRG/0005/2016: M4062012). ويود أصحاب البلاغ ان يشكروا السيد تشاو وأي هوونغ بوبي علي دعم المتجر الألى.

وأجريت جميع التجارب الحيوانية وفقا للمبادئ التوجيهية واللوائح المعتمدة من قبل لجنه الرعاية الحيوانية المؤسسية والاستخدام من جامعه نانيانغ التكنولوجية ، سنغافورة (الحيوانية بروتوكول رقم المنتدى الدستوري المشترك-SBS/NIE-A0331).
1. وصف النظام
<ol><li>جبل الليزر PLD في الماسح الضوئي ا?...

<ol>
	<li>Lin, L., 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=Single-breath-hold+photoacoustic+computed+tomography+of+the+breast.">Single-breath-hold photoacoustic computed tomography of the breast.</a> Nature Communications. 9 (1), 2352 (2018).</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=Fast+photoacoustic+imaging+systems+using+pulsed+laser+diodes:+a+review.">Fast photoacoustic imaging systems using pulsed laser diodes: a review.</a> Biomedical Engineering Letters. 8 (2), 167-181 (2018).</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=Recent+progress+in+photoacoustic+molecular+imaging.">Recent progress in photoacoustic molecular imaging.</a> Current Opinion in Chemical Biology. 45, 104-112 (2018).</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=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> Journal of Biomedical Optics. 22 (4), 041006 (2017).</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+microscopy.">Photoacoustic microscopy.</a> Laser &amp; Photonics Reviews. 7 (5), 758-778 (2013).</li><li>Awasthi, N., Kalva, S. K., Pramanik, M., Yalavarthy, P. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Image+Guided+Filtering+for+Improving+Photoacoustic+Tomographic+Image+Reconstruction.">Image Guided Filtering for Improving Photoacoustic Tomographic Image Reconstruction.</a> Journal of Biomedical Optics. 23 (9), 091413 (2018).</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> Journal of Biomedical Optics. 21 (8), 086011 (2016).</li><li>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=Improving+tangential+resolution+with+a+modified+delay-and-sum+reconstruction+algorithm+in+photoacoustic+and+thermoacoustic+tomography.">Improving tangential resolution with a modified delay-and-sum reconstruction algorithm in photoacoustic and thermoacoustic tomography.</a> The Journal of the Optical Society of America. 31 (3), 621-627 (2014).</li><li>Xu, 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=Universal+back-projection+algorithm+for+photoacoustic+computed+tomography.">Universal back-projection algorithm for photoacoustic computed tomography.</a> Physical Review E. 71 (1), 016706 (2005).</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>Sivasubramanian, K., Periyasamy, V., 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=Non-invasive+sentinel+lymph+node+mapping+and+needle+guidance+using+clinical+handheld+photoacoustic+imaging+system+in+small+animal.">Non-invasive sentinel lymph node mapping and needle guidance using clinical handheld photoacoustic imaging system in small animal.</a> Journal of Biophotonics. 11 (1), e201700061 (2018).</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> Optics Letters. 36 (7), 1134-1136 (2011).</li><li>Stein, E. W., 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=Noninvasive,+in+vivo+imaging+of+blood-oxygenation+dynamics+within+the+mouse+brain+using+photoacoustic+microscopy.">Noninvasive, in vivo imaging of blood-oxygenation dynamics within the mouse brain using photoacoustic microscopy.</a> Journal of Biomedical Optics. 14 (2), 020502 (2009).</li><li>Ku, G., Wang, X. D., Xie, X. Y., 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=Imaging+of+tumor+angiogenesis+in+rat+brains+in+vivo+by+photoacoustic+tomography.">Imaging of tumor angiogenesis in rat brains in vivo by photoacoustic tomography.</a> Applied Optics. 44 (5), 770-775 (2005).</li><li>Ma, R., Taruttis, A., Ntziachristos, V., 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=Multispectral+optoacoustic+tomography+(MSOT)+scanner+for+whole-body+small+animal+imaging.">Multispectral optoacoustic tomography (MSOT) scanner for whole-body small animal imaging.</a> Optics Express. 17 (24), 21414-21426 (2009).</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>Li, L., 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=Single-impulse+panoramic+photoacoustic+computed+tomography+of+small-animal+whole-body+dynamics+at+high+spatiotemporal+resolution.">Single-impulse panoramic photoacoustic computed tomography of small-animal whole-body dynamics at high spatiotemporal resolution.</a> Nature Biomedical Engineering. 1 (1), 0071 (2017).</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> Biomedical Optics Express. 7 (2), 312-323 (2016).</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=Dynamic+in+vivo+imaging+of+small+animal+brain+using+pulsed+laser+diode-based+photoacoustic+tomography+system.">Dynamic in vivo imaging of small animal brain using pulsed laser diode-based photoacoustic tomography system.</a> Journal of Biomedical Optics. 22 (9), 090501 (2017).</li><li>Upputuri, P. K., Periyasamy, V., 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=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.</a> Journal of Visualized Experiments. (124), e55811 (2017).</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> Biomedical Physics &amp; Engineering Express. 1 (4), 045010-045017 (2015).</li><li>Arabul, M. U., 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=Toward+the+detection+of+intraplaque+hemorrhage+in+carotid+artery+lesions+using+photoacoustic+imaging.">Toward the detection of intraplaque hemorrhage in carotid artery lesions using photoacoustic imaging.</a> Journal of Biomedical Optics. 22 (4), (2016).</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> Optics Express. 22 (21), 26365-26374 (2014).</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> Optics Letters. 31 (23), 3462-3464 (2006).</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>Kalva, S. K., 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=High-speed,+low-cost,+pulsed-laser-diode-based+second-generation+desktop+photoacoustic+tomography+system.">High-speed, low-cost, pulsed-laser-diode-based second-generation desktop photoacoustic tomography system.</a> Optics Lett. 44 (1), 81-84 (2019).</li><li>Kalva, S. K., Hui, Z. 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=Calibrating+reconstruction+radius+in+a+multi+single-element+ultrasound-transducer-based+photoacoustic+computed+tomography+system.">Calibrating reconstruction radius in a multi single-element ultrasound-transducer-based photoacoustic computed tomography system.</a> J Opt Soc Am A. 35 (5), 764-771 (2018).</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=Use+of+acoustic+reflector+to+make+compact+photoacoustic+tomography+system.">Use of acoustic reflector to make compact photoacoustic tomography system.</a> Journal of Biomedical Optics. 22 (2), 026009 (2017).</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=American+National+Standard+for+Safe+Use+of+Lasers.">American National Standard for Safe Use of Lasers.</a> ANSI Standard Z136.1-2007. , (2007).</li></ol>

ويقدم هذا العمل بروتوكولا لاستخدام نظام PLD-PAT سطح المكتب لاجراء تجارب علي الكائنات الصغيرة مثل الفئران للتصوير في الدماغ الجسم الحي وعمليه سريعة الامتصاص والتخليص من وكلاء النقيض مثل اللجنة الخاصة. ضخمه ، مكلفه أنظمه OPO-بات يستغرق عده دقائق (2-5 دقيقه) للحصول علي واحد عبر مقطعيه في صوره الجس?...

التصوير المقطعي التصويري الصوتي (الميثاق/بات) هو وسيله واعده للتصوير الطبي الحيوي غير الغازية التي تجمع بين التباين البصري الغني مع دقه عاليه بالموجات فوق السمعية1،2،3،4، 5. عندما النانو الليزر النبضي الطاقة الودائع علي ضوء امتصاص الكروم الموجودة داخل اي الانسجه البيولوجية ، وزيادة درجه الحرارة المحلية مما يؤدي إلى التوسع الحراري وانكماش الانسجه ، مما ادي إلى توليد موجات الضغط. وتعرف موجات الضغط هذه بالموجات فوق الصوتية أو الموجات الصوتية الضوئية (PA) ، والتي يمكن الكشف عنها بواسطة محولات الموجات فوق الصوتية حول العينة. وأعيد بناء إشارات السلطة الفلسطينية المكتشفة باستخدام مختلف خوارزميات أعاده الاعمار6،7،8،9 لتوليد الصور الفلسطينية عبر القطاعات. السلطة الفلسطينية التصوير يوفر المعلومات الهيكلية والوظيفية من الاجهزه المجهرية إلى الأعضاء الميكرويه بسبب الاعتماد الطول الموجي من الكروبوهورس الذاتية الموجودة داخل الجسم10. وقد تم استخدام التصوير بات بنجاح للكشف عن سرطان الثدي1، الحارس الغدد الليمفاوية التصوير11، ورسم الخرائط من اوكسيخضاب الدم (HbO2) ، Deoxyhemoglobin الدم (hbr) ، وتركيز الهيموغلوبين الكلي (hbr) ، وتشبع الأكسجين (SO 2) 12 , 13، والاوعيه الدموية الأورام14، الجسم الصغير التصوير الكامل للجسم15، وغيرها من التطبيقات.
Nd: YAG/OPO الليزر هي مصادر الاثاره التقليدية لأنظمه بات الجيل الأول التي تستخدم علي نطاق واسع في المجتمع الصوتي التصويري للتصوير الحيوانية الصغيرة والتصوير الانسجه العميقة16. توفر هذه الليزر ~ 100 مللي جول الطاقة النبضات في معدلات التكرار منخفضه من ~ 10-100 هرتز. أنظمه التصوير بات باستخدام هذه الليزر مكلفه وضخمه ليست مناسبه للتصوير عاليه السرعة مع محولات الموجات فوق الصوتية أحاديه العنصر (SUTs) ، وذلك بسبب معدل تكرار النبض محدوده. هذا يمنع رصد الوقت الحقيقي للتغيرات الفسيولوجية التي تحدث في سرعات عاليه داخل الحيوانية. باستخدام محولات المستندة إلى صفيف مثل الخطية ، شبه دائريه ، دائريه ، والحجمي صفائف مع الاثاره ليزر Nd: YAG ، والتصوير عاليه السرعة هو ممكن. ومع ذلك ، هذه المحولات صفيف مكلفه وتوفير حساسيات اقل مقارنه مع SUTs ؛ ومع ذلك ، فان سرعه التصوير محدوده بمعدل التكرار المنخفض لليزر. الدولة من بين الفن نظم الاندفاع أحاديه الدافع مع محول صفيف كامل الدائري مخصصه الحصول علي بيانات السلطة الفلسطينية في 50 هرتز معدلات الإطار17. هذه محولات الصفيف تحتاج معقده الخلفية استقبال الكترونيات ومكبرات الاشاره ، مما يجعل النظام العام أكثر تكلفه وصعبه للاستخدام السريري.
حجمها الصغير ، وانخفاض متطلبات التكلفة ، وارتفاع معدل التكرار النبض (ترتيب KHz) جعل نبض الثنائيات الليزر (PLDs) أكثر واعده للتصوير في الوقت الحقيقي. بسبب هذه المزايا ، يتم استخدام PLDs بنشاط كمصدر أثاره بديل في أنظمه بات الجيل الثاني. وقد أثبتت بنجاح نظم بات القائم علي pld للتصوير عاليه الإطار معدل باستخدام محولات صفيف18, الانسجه العميقة والتصوير الدماغ19,20,21, تشخيص امراض القلب والاوعيه الدموية22 ، وتشخيص الروماتيزم23. كما SUTs حساسة للغاية واقل تكلفه بالمقارنة مع محولات صفيف ، فانها لا تزال تستخدم علي نطاق واسع للتصوير بات. وقد تم إثبات نظام PLD القائم علي ألياف للتصوير الوهمي24. وقد ثبت مسبقا نظام PLD-بات المحمولة من قبل تركيب PLD داخل الماسح الضوئي بات25. مع واحده [سو] دائريه ماسحه, أنجزت تصوير وهميه كان اثناء 3 [س] من [سرمر تيم], وفي [فلك] فئران دماغ كان أنجزت اثناء فتره 5 [س] يستعمل هذا [بلد-بات] نظامه19.
وعلاوة علي ذلك ، أدخلت تحسينات علي هذا النظام pld-بات لجعله أكثر احكاما وإنشاء نموذج سطح المكتب باستخدام ثمانيه الصوتية المستندة إلى العاكس محولات الموجات فوق الصوتية أحاديه العنصر (sutrs)26،27. هنا, وضعت SUTs في عمودي بدلا من الاتجاه الأفقي مع المعونة من 90° عاكس الصوتية28. ويمكن استخدام هذا النظام لفترات المسح الضوئي لتصل إلى 0.5 s و ~ 3 سم في عمق التصوير الانسجه وفي الجسم الصغير الدماغ الحيوانية التصوير. في هذا العمل ، يتم استخدام هذا النظام PLD-بات سطح المكتب لتوفير العرض المرئي للتجارب في الجسم الحية التصوير في الكائنات الحية الصغيرة والتصور الديناميكي لامتصاص وعمليه التخليص من الغذاء والدواء أداره (FDA)-المعتمدة التلقين الأخضر (اللجنة الخاصة) صبغ في أدمغه الفئران.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>12 V power supply</td>
			<td>Voltcraft</td>
			<td>PPS-11810</td>
			<td>To supply operating voltage for PLD</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Acoustic reflector</td>
			<td>Olympus</td>
			<td>F102</td>
			<td>45 degree reflector augmented to the ultrasound transducer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Acrylic water tank</td>
			<td>NTU workshop</td>
			<td>Custom-made</td>
			<td>It is used to hold water that acts as an acoustic coupling medium between animal brain and detector</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Anesthetic Machine</td>
			<td>Medical plus pte ltd</td>
			<td>Non-Rebreathing Anaesthesia machine with oxygen concentrator.</td>
			<td>Supplies oxygen and isoflurane to animal</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Animal distributor</td>
			<td>In Vivos Pte Ltd, Singapore</td>
			<td></td>
			<td>Animal distributor that supplies small animals for research purpose</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Animal holder</td>
			<td>NTU workshop</td>
			<td>Custom-made</td>
			<td>Used for holding animal on its abdomen</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Breathing mask</td>
			<td>NTU workshop</td>
			<td>Custom-made</td>
			<td>Used along with animal holder to supply anesthesia mixture to the animal</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Circular Scanner</td>
			<td>NTU workshop</td>
			<td>Custom-made</td>
			<td>Scanner is made out of aluminum</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DAQ (Data acquisition) Card</td>
			<td>Spectrum</td>
			<td>M2i.4932-exp</td>
			<td>16 bit, 30 Ms/s, 8 channels, 1 Gs, PCIe</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Data acqusition software</td>
			<td>National Instruments Corporation,Austin,TX,USA)</td>
			<td>NI LabVIEW 2015 SP1 (32 bit)</td>
			<td>LabVIEW based program developed in our laboratory for controlling the stepper motor and acquring the PA singnals from the detector</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Data processing software</td>
			<td>Matlab (Mathworks, Natick, MA, USA)</td>
			<td>Matlab R2015b</td>
			<td>Matlab code developed in our laboratory for reconstructing cross-sectional PA images</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Function generator</td>
			<td>RIGOL</td>
			<td>DG1022</td>
			<td>To change the repetition rate of the PLD. It will provide TTL signal to synchronize the DAQ with the laser excitation.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Low noise signal amplifier</td>
			<td>Genetron</td>
			<td>Custom-made using Mini-circuits, ZFL-500LN-BNC</td>
			<td>To receive, and amplify the PA signal from SUTR. Its gain is 24 dB.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Optical diffuser</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>DG-120</td>
			<td>Used to to make the laser beam homogeneous</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pulsed laser diode</td>
			<td>Quantel, France</td>
			<td>QD-Q1924-ILO-WATER</td>
			<td>It is the excitation laser source with specifications of 816 nm wavelength, 3.4 mJ per pulse energy, 107 ns pulse width, 2 KHz maximum pulse repitition rate, dimensions : 13.0 x 7.6 x 5.0 cm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rats</td>
			<td>In Vivos Pte Ltd, Singapore</td>
			<td>NTac:SD, Sprague Dawley / SD</td>
			<td>Female, weight 100&#177;10g, strain of rats: Sprague Dawley, age: 4-5 weeks</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stepper motor with gearbox</td>
			<td>LIN Engineering (Servo Dynamics)</td>
			<td>Motor: CO-5718L-01P-RO, Gearbox: DPL64/1; Power supply PW-100-24</td>
			<td>To move the detector holder in a circular geometry. Torque: 2.08 N-m, Rotor inertia: 2.6 kg-cm2</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ultrasound gel</td>
			<td>Progress/parker acquasonic gel</td>
			<td>PA-GEL-CLEA-5000</td>
			<td>Clear ultrasound gel</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ultrasound Transducer</td>
			<td>Olympus</td>
			<td>V309-SU/ U8423013</td>
			<td>Ultrasonic sensors used for photoacoustic detection. Central freqency 5 MHz, 0.5 in</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Variable high voltage power supply</td>
			<td>Elektro-Automatik</td>
			<td>EA-PS 8160-04 T</td>
			<td>To change the laser output power</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

pulsed laser diode-based desktop photoacoustic tomography for monitoring wash-in and wash-out of dye in rat cortical vasculature

التصوير المقطعي الصوتي (PA) هو طريقه تصوير طبية حيوية ناشئه مفيده في مختلف التطبيقات السريرية والسريرية. المخصصة--صنع الدائري القائم علي مصفوفة المحولات المعتمدة والتقليدية الضخمة Nd: YAG/OPO الليزر تمنع ترجمه نظام بات إلى العيادات. ويجري حاليا استخدام الصمامات الثنائية الليزرية الفائقة الضغط (PLDs) كمصدر بديل لأثاره الاشعه تحت الحمراء القريبة لتصوير السلطة الفلسطينية. وقد ثبت ديناميكية عاليه السرعة في الصور الحية الحية باستخدام المدمجة القائم علي سطح المكتب بات نظام (PLD-بات). يتم توفير بروتوكول تجريبي تصور باستخدام نظام PLD-بات سطح المكتب في هذا العمل لديناميكية في التصوير الدماغ الجسم الحي. يصف البروتوكول سطح المكتب PLD-بات تكوين النظام ، واعداد الحيوانية للتصوير الدماغ الاوعيه الدموية ، والاجراء لتصور ديناميكي من تلقي الصبغة الخضراء (اللجنة الخاصة) وعمليه التطهير في الفئران الوعائية القشرية.

تم عرض إمكانات نظام PLD-PAT سطح المكتب الموصوف لديناميكية في تصوير الدماغ الحية في هذا البروتوكول مع النتائج المقابلة. وقد أظهرت قدره التصوير عاليه السرعة لسطح المكتب PLD-بات النظام من خلال أداء في التصوير الدماغ الجسم السليم للفئران الإناث الأصحاء. تم جمع إشارات السلطة الفل...

Watch this Scientific Journal Video about Pulsed Laser Diode-Based Desktop Photoacoustic Tomography for Monitoring Wash-In and Wash-Out of Dye in Rat Cortical Vasculature at JoVE.com

Pulsed Laser Diode-Based Desktop Photoacoustic Tomography for Monitoring Wash-In and Wash-Out of Dye in Rat Cortical Vasculature

نبضي الليزر المستندة إلى صمام ثنائي التصوير المقطعي الصوتي لمراقبه غسل في وغسل الخروج من صبغ في الفئران الاوعيه الدموية القشرية

ويظهر نظام التصوير بالاشعه المقطعية الصوتية السمعية الضوئية المدمجة التي تستند إلى صمام ثنائي الليزر (PLD-PAT) لديناميكية عاليه السرعة في الصور الحية من الاوعيه الدموية القشرية الحيوانية الصغيرة.

Photoacoustic (PA) tomography (PAT) imaging is an emerging biomedical imaging modality useful in various preclinical and clinical applications. ...

التصوير المقطعي الصوتي الضوئي، أو بات، هو طريقة التصوير الطبي الحيوي الهجينة للتصوير، والجمع بين التصوير البصري والتصوير بالموجات فوق الصوتية لرصد التغيرات الديناميكية في أدمغة الحيوانات الصغيرة. هذا هو فعالة من حيث التكلفة ، المحمولة عالية السرعة نظام التصوير الذي يستخدم سرعة التصوير قصيرة قدرها نصف ثانية. وسوف يكون إثبات الإجراء مع سانديب برافين، وهو طالب دكتوراه، والدكتور بول، وهو زميل باحث، وروني، مساعد باحث.تبدأ من خلال تركيب جميع محولات الموجات فوق الصوتية عنصر واحد على كل حامل محول واحد في وقت واحد، بحيث سطح كل العاكس الصوتية وجوه نحو مركز منطقة المسح الضوئي. استخدم كابلات توصيل لتوصيل كل كابل محول بمكبر صوت إشارة منخفض الضوضاء. قم بتشغيل مصدر الطاقة للمبرد وتشغيل مفتاح التبريد لضبط درجة الحرارة بين 20 إلى 25 درجة مئوية.قم بالتبديل على إمدادات الطاقة ذات الجهد المنخفض وتحويل التحكم الحالي ببطء إلى 0.3 أمبير. تعيين الجهد إلى 12 فولت والتحقق من أن التيار لا يتجاوز 0.1 أمبير. التبديل على امدادات الطاقة عالية الجهد واضغط على زر مسبقا لتعيين التيار إلى واحد أمبير والجهد إلى فولت صفر.تمكين زر الإخراج والتبديل على إمدادات الطاقة من مولد وظيفة. اضغط على زر الاستدعاء وحدد تكوين كيلو هرتز اثنين لتوليد نبضات الليزر بمعدل التكرار هذا. ضع خزان الاكريليك داخل الماسح الضوئي وملء الخزان بالماء حتى يتم غمر أسطح أجهزة تحويل الطاقة بالكامل.ثم قم بتشغيل مصدر الطاقة لمكبر صوت إشارة الضوضاء المنخفضة. ضع الجرذ المُجرّد في موضعه المُرتَبِر على منضدة العمل. بعد التأكد من عدم وجود استجابة لقرصة إصبع القارص، استخدم أداة تشذيب الشعر لإزالة الفراء على فروة الرأس.ضعي كريم إزالة الشعر بلطف لإزالة الفراء تمامًا من الجلد المكشوف باستخدام مسحة قطنية لإزالة الكريم بعد أربع إلى خمس دقائق. تطبيق مرهم على عيون الحيوان وجبل حامل مخصص مجهزة قناع التنفس على جاك مختبر. وضع الفئران في موقف عرضة على حامل مع رئيس يستريح على منصة أفقية من حامل.استخدم الشريط الجراحي لتأمين الحيوان لحامله. المشبك نبض oximeter إلى طرف واحد الخلفي لرصد حالته الفسيولوجية. استخدم قضيب قطن يميل لتطبيق طبقة من جل الموجات فوق الصوتية عديم اللون على فروة الرأس.ثم ضبط موضع مقبس المعمل إلى مركز الماسح الضوئي. اضبط ارتفاع الجاك يدويًا بحيث يكون مستوى التصوير في مركز العاكس الصوتي. بعد وضع المعلمات في البرمجيات الحصول على البيانات للحصول على 360 درجة فحص الاكتساب، تمكين إخراج مولد وظيفة لتشغيل الليزر الليزر الصمام الثنائي نبض الانبعاثات.زيادة ببطء الجهد من التيار الكهربائي العالي متغير امدادات الطاقة إلى 120 فولت لأقصى طاقة لكل نبضة. تشغيل برنامج الحصول على البيانات لتدوير كافة ثمانية من محولات 360 درجة على مدى أربع ثوانى وقت المسح الضوئي. تعطيل الإخراج من مولد وظيفة لإيقاف الانبعاثات الليزر.باستخدام خوارزمية إعادة البناء في برنامج معالجة البيانات، حدد نصف قطر المسح الضوئي لجميع محولات المحولات الثمانية حسب التجربة والخطأ، باستخدام خوارزمية الإسقاط الخلفي. تعيين المعلمات في برنامج الحصول على البيانات للحصول على 45 درجة خلال 0.5 ثانية وقت المسح الضوئي. تمكين إخراج مولد وظيفة لتشغيل الانبعاثات الليزر.تشغيل برنامج الحصول على البيانات لتدوير كافة ثمانية من محولات 45 درجة للحصول على بيانات التحكم الأولية. تعطيل الإخراج من مولد وظيفة لإيقاف الانبعاثات الليزر. بعد ذلك ، حقن 0.3 ملليلتر من الأخضر indocyanine في الوريد الذيل للجرذ.تمكين إخراج مولد وظيفة لتشغيل الانبعاثات الليزر. ثم تشغيل برنامج الحصول على البيانات للحصول على خطوط A على مدى 0.5 ثانية وقت المسح في دوران 45 درجة. في نهاية عملية الاستحواذ، استخدم خوارزمية الإسقاط الخلفي لإعادة بناء صورة الدماغ المقطعية العرضية من الخطوط A المحفوظة.هنا، تظهر صور الدماغ من فأر أنثى 98 غرام، التي تم جمعها في أربع و 0.5 ثانية سرعة المسح. الجيوب الأنفية القوس والجيوب الأنفية نقل واضحة للعيان في كل الصور. تُظهر الصور نفس المنطقة من دماغ الفئران قبل وبعد إزالة فروة الرأس.التصوير المقطعي الصوتي الضوئي يمكن تحقيق نفس التصور noninvasively مع الجلد والجمجمة سليمة. في هذه المؤامرة، يمكن ملاحظة زيادات في متوسط الإشارة الضوئية الصوتية في الجيب القوسي بسبب الزيادات وتناقص في وقت لاحق في الامتصاص البصري من قبل اللون الأخضر indocyanine في 860 نانومتر الطول الموجي مع مرور الوقت. دائماً تأخذ المزيد من الحذر عند حقن صبغة ICG في الوريد الذيل للحيوان.يمكن استخدام هذا النظام التصوير المقطعي الضوئي المكتبي المنخفض التكلفة للتصوير الديناميكي لأوعية الدماغ الحيوانية الصغيرة ذات الدقة الخاصة العالية بمعدل 0.5 ثانية. وتشمل التطبيقات الأخرى لهذا النظام التصوير تصوير ورم الدماغ، والتصوير من مختلف الأجهزة في الحيوانات الصغيرة وغيرها من التطبيقات العلاجية.

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Three-dimensional Optical-resolution Photoacoustic Microscopy

ثلاثي الأبعاد البصرية الميكروسكوب الضوئي الاستبانة

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

Detection and Isolation of Circulating Melanoma Cells using Photoacoustic Flowmetry

كشف وعزل خلايا الميلانوما تعميم استخدام Flowmetry الضوئي

Circulating tumor cells (CTCs) are those cells that have separated from a macroscopic tumor and spread through the blood and lymph systems to seed ...

Integrated Photoacoustic Ophthalmoscopy and Spectral-domain Optical Coherence Tomography

تنظير العين الضوئي متكاملة والطيفي المجال بالاتساق التصوير المقطعي البصري

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

Mass Cytometry: Protocol for Daily Tuning and Running Cell Samples on a CyTOF Mass Cytometer

الخلوي الجماعي: بروتوكول لضبط اليومية وعينات الخلايا تشغيل عداد الكريات الشامل على CyTOF

In recent years, the rapid analysis of single cells has commonly been performed using flow cytometry and fluorescently-labeled antibodies. However, the ...

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

إعادة بناء تشريحية من الجهاز الوريدي للقلب البشري باستخدام التباين-المقطعي العينات الإرواء ثابت

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

Photoacoustic Cystography

تصوير المثانة الضوئي

Conventional pediatric cystography, which is based on diagnostic X-ray using a radio-opaque dye, suffers from the use of harmful ionizing radiation. The ...

Production of Metal Nanoparticles by Pulsed Laser-ablation in Liquids: A Tool for Studying the Antibacterial Properties of Nanoparticles

إنتاج الجسيمات النانوية المعدنية عن طريق نابض بالليزر في الاجتثاث في السوائل: أداة لدراسة خصائص مضادة للجراثيم من الجسيمات النانوية

The emergence of multidrug-resistant bacteria is a global clinical concern leading some to speculate about our return to a "pre-antibiotics" era of ...

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

للتحويل الصوتية والبصرية القرار المجهر الضوئي ل<em&gt; في فيفو</em&gt; الحيوانات الصغيرة الدم الأوعية الدموية التصوير

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

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

A عالية الأداء المدمجة نظام التصوير المقطعي الضوئي ل<em&gt; في فيفو</em&gt; الحيوانات الصغيرة التصوير الدماغ

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

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

تحديد المواقع المناسبة وضبط النفس من أطرافهم هند الفئران لتصوير مركزة عالية الدقة للعظام باستخدام الهندسة المعمارية الدقيقة في فيفو المحسوبة الدقيقة التصوير المقطعي

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 ...