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

Исследование поддерживается Национальным Советом по медицинским исследованиям министерства здравоохранения Сингапура (НГРК/ОФИРГ/0005/2016: M4062012). Авторы хотели бы поблагодарить г-н Чоу Вай Hoong Бобби для машины поддержки магазина.

Все эксперименты на животных проводились в соответствии с руководящими принципами и положениями, утвержденными институциональным животным и использовать Комитет Наньянгского технологического университета, Сингапур (Животный номер протокола АРФ-СБС/ни-A0331).
1. Описание ?...

<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>

Эта работа представляет собой протокол для использования настольных PLD-PAT системы для проведения экспериментов на мелких животных, как крысы для в естественных условиях визуализации мозга и динамического быстрого поглощения и оформления процесса контрастных агентов, как мкг. Громозд?...

Фотоакустическая компьютерная томография (Пакт/Пат)-перспективный неинвазивный биомедицинский метод визуализации, сочетающий в себе богатый оптический контраст с высоким разрешением1,2,3,4, 5. когда наносекундного импульсного лазерного месторождения энергии на свет поглощающих хрофофоры присутствуют внутри любой биологической ткани, местное повышение температуры приводит к термоупругим расширения и сжатия ткани, в результате чего поколение волн давления. Эти волны давления известны как ультразвуковые волны или фотоакустические (PA) волны, которые могут быть обнаружены ультразвуковыми преобразователи вокруг образца. Обнаруженные сигналы PA реконструированы с помощью различных алгоритмов реконструкции6,7,8,9 для создания кросс-секционных годовых изображений. PA-визуализация обеспечивает структурную и функциональную информацию от макроскопических органов к микроскопическим органеллами из-за зависимости длины волны от эндогенных хромофор, присутствующих внутри тела10. ПЭТ-изображения успешно используется для выявления рака молочной железы1, сторожевого лимфатического узла визуализации11, отображение оксигемоглобина (HBO2), Дезоксиггемоглобина (HBR), Общая концентрация гемоглобина (HBR), насыщение кислорода (so 2) в 12 , 13, опухоль ангиогенез14, маленькое животное всего тела визуализации15, и другие приложения.
Nd: YAG/по АПО лазеры являются традиционными источниками возбуждения для первого поколения систем ПЭТ, которые широко используются в фотоакустическом сообществе для малых изображений животных и глубоких тканей изображений16. Эти лазеры обеспечивают ~ 100 МЮ энергетические импульсы при низких темпах повторения ~ 10-100 Гц. Системы визуализации ПЭТ с использованием этих дорогостоящих и громоздких лазеров не подходят для высокоскоростного изображения с односоставными ультразвуковыми преобразователи (SUTs), из-за ограниченного коэффициента повторения импульса. Это препятствует мониторингу в реальном времени физиологических изменений, происходящих на высоких скоростях внутри животного. Использование массива основе преобразователей, как линейные, полукруглые, круглые, и объемных массивов с ND: YAG лазерного возбуждения, высокоскоростного изображения возможно. Тем не менее, эти массив преобразователей являются дорогостоящими и обеспечить меньшую чувствительность по сравнению с SUTs; Тем не менее, скорость изображения ограничена низкой скоростью повторения лазера. Государство-оф-искусство одного импульса Пакт систем с заказной полный кольцо массив преобразователь получить данные PA на 50 Гц кадров17. Эти массив преобразователей необходимо сложное Back-End получения электроники и усилителей сигнала, что делает общую систему более дорогим и трудным для клинического использования.
Их компактные размеры, более низкие требования к затратам и более высокий коэффициент повторения импульсов (по заказу кГц) делают Импульсные лазерные диоды (PLDs) более перспективными для визуализации в реальном времени. Благодаря этим преимуществам, PLDs активно используются в качестве альтернативного источника возбуждения в системах ПЭТ второго поколения. PLD основе ПЭТ системы были продемонстрированы успешно для высокой частоты кадров изображений с использованием массива преобразователей18, глубокий-ткани и мозга визуализации19,20,21, сердечно-сосудистых заболеваний диагностики22 , и ревматологии диагностика23. Поскольку SUTs являются высокочувствительными и менее дорогими по сравнению с массивом преобразователей, они все еще широко используются для сканирования ПЭТ. Волоконно-основанная система PLD были продемонстрированы для фантомное изображение24. Портативный PLD-PAT система была продемонстрирована ранее монтажа PLD внутри ПЭТ сканер25. С одного круглого сканера сут, фантомное изображение было выполнено в течение 3-х годов времени сканирования, и в естественных условиях мозга крысы изображений была выполнена в течение 5-х годов с помощью этой системы PLD-PAT19.
Кроме того, были внесены усовершенствования в эту систему PLD-Pat, чтобы сделать ее более компактной и создать настольную модель, используя восемь акустических рефлектора на основе одноэлемента ультразвуковых преобразователей (suтрс)26,27. Здесь, SUTs были помещены в вертикальное вместо горизонтального направления с помощью акустического отражателя 90° 28. Эта система может быть использован для сканирования раз до 0,5 s и ~ 3 см глубоко в тканях и в естественных условиях малых изображений мозга животных. В этой работе, этот Настольный PLD-Pat система используется для обеспечения визуальной демонстрацией экспериментов для в естественных условиях визуализации мозга у мелких животных и для динамической визуализации поглощения и очистки процесса пищевых продуктов и медикаментов (FDA)-утвержденных индоцианин зеленый (мкг) краситель в крысиных мозгах.

<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

Фотоакустическая (PA) томография (ПЭТ) визуализация – это формирующаяся биомедицинская визуализация, полезная в различных доклинических и клинических приложениях. Заказные круговой кольцевой массив на основе преобразователей и обычных громоздких ND: YAG/по по-лазеры препятствовать переводу системы ПЭТ для клиник. Ультра-компактные Импульсные лазерные диоды (PLDs) в настоящее время используются как альтернативный источник околоинфракрасного возбуждения для АКУСТИЧЕСКОЙ визуализации. Высокоскоростная динамика в естественных условиях визуализации была продемонстрирована с помощью компактных PLD-на основе настольного системы ПЭТ (PLD-PAT). Визуализированный экспериментальный протокол с использованием настольной системы PLD-PAT предоставляется в этой работе для динамического в естественных условиях визуализации мозга. Протокол описывает конфигурацию настольной системы PLD-PAT, подготовку животного для обработки изображений сосудов головного мозга, а так же процедуру динамической визуализации индокьяннского зеленого (мкг) поглощения красителя и процесса расчистки в сосудах крысы-корковых сосудов.

Потенциал описанной настольной системы PLD-PAT для динамического в естественных условиях визуализации мозга был показан в этом протоколе с соответствующими результатами. Высокоскоростной визуализации возможности настольных PLD-ПЭТ системы было продемонстрировано, вып...

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

Импульсный лазерный диод на основе Фотоакустической томографии для мониторинга мытье-в и промыть-из красителя в крысы корковых сосудистую

Компактная импульсная лазерная диод на основе настольной фотоакустической томографии (PLD-PAT) система показана для высокоскоростного динамического в естественных условиях визуализации малых животных корковых сосудов.

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

Фотоакустический томография, или PAT, является визуализацией гибридной биомедицинской визуализации модальности, сочетая оптические и ультразвуковые изображения для мониторинга динамических изменений в мозге мелких животных. Это экономически эффективная, портативная высокоскоростная система визуализации, которая использует скорость изображения всего за полтыся секунды. Демонстрация процедуры с Sandeep будет Praveen, аспирант, д-р Пол, научный сотрудник, и Ронни, научный сотрудник.Начните с установки всех отдельных элементов ультразвуковых предуцаторов на каждого держатель предуктора по одному, так что поверхность каждого акустического отражателя сталкивается к центру области сканирования. Используйте соединительные кабели для подключения каждого трансдуцерного кабеля к усилителю низкого шума. Включите источник питания охладителя и включите выключатель охладителя, чтобы установить температуру от 20 до 25 градусов по Цельсию.Включите низковольтный источник питания и медленно поверните ток-контроль до 0,3 усилителя. Установите напряжение до 12 вольт и убедитесь, что ток не превышает 0,1 усилителя. Включите высоковольтный источник питания и нажмите кнопку предустановки, чтобы установить ток до одного усилителя и напряжение до нуля вольт.Включите кнопку вывода и включите источник питания генератора функций. Нажмите кнопку отзыва и выберите конфигурацию в два килогерца для генерации лазерных импульсов с такой скоростью повторения. Поместите акриловый бак внутрь сканера и заполните бак водой до тех пор, пока не будут полностью погружены обнаруживаемые поверхности предуцаторов.Затем включите силовой сигнал усилителя низкого шума. Поместите анестезировалую крысу в положение, подверженное работе. После подтверждения отсутствия ответа на щепотку нося, используйте триммер для удаления меха на коже головы.Аккуратно нанесите крем для удаления меха полностью из открытой кожи с помощью ватного тампона, чтобы удалить крем через четыре-пять минут. Нанесите мазь на глаза животного и смонтировать изготовленный на заказ держатель животного, оснащенный дыхательной маской на лабораторном разъеме. Поместите крысу в положение склонного на держателе с головой, опирающейся на горизонтальную платформу держателя.Используйте хирургическую ленту, чтобы обезопасить животное от держателя. Зажим импульсного оксиметра до одной задней конечности, чтобы контролировать его физиологическое состояние. Используйте хлопок наконечником аппликатора для применения слоя бесцветного ультразвукового геля на кожу головы.Затем отрегулируйте положение лабораторного гнезда к центру сканера. Отрегулируйте высоту разъема вручную так, чтобы плоскость изображения была в центре акустического отражателя. После установки параметров в программном обеспечении для получения данных для сканирования 360 градусов приобретения, позволяют выход функции генератора, чтобы включить импульсный лазерный диод лазерного излучения.Медленно увеличьте напряжение переменного высоковольтного питания до 120 вольт для максимальной энергии импульса. Запустите программу по сбору данных, чтобы повернуть все восемь превью на 360 градусов в течение четырех секунд времени сканирования. Отключите выход генератора функции, чтобы отключить лазерное излучение.Используя алгоритм реконструкции в программном обеспечении обработки данных, определите радиус сканирования всех восьми превью и ошибок с помощью алгоритма обратной проекции. Установите параметры программного обеспечения для сбора данных для приобретения на 45 градусов в течение 0,5 секунд времени сканирования. Включить выход генератора функции, чтобы включить лазерное излучение.Запустите программу по сбору данных, чтобы повернуть все восемь превью на 45 градусов, чтобы получить исходные данные управления. Отключите выход генератора функции, чтобы отключить лазерное излучение. Затем ввимит в хвостовую вену крысы 0,3 миллилитров индоцианина зеленого цвета.Включить выход генератора функции, чтобы включить лазерное излучение. Затем запустите программное обеспечение для сбора данных, чтобы приобрести A-lines в течение 0,5 секундного времени сканирования в 45-градусном вращении. В конце приобретения используйте алгоритм обратной проекции для реконструкции поперечного сеченного изображения мозга из сохраненных линий A.Здесь показаны изображения мозга 98-граммовой самки крысы, собранные на скорости 4 и 0,5 секунды. Сагиттаальная пазуха и переносная пазуха хорошо видны на обоих изображениях. На фотографиях видно, что та же область мозга крысы до и после удаления кожи головы.Фотоакустические томографии могут достичь той же визуализации неинвазивно с кожей и черепом нетронутыми. В этом участке, увеличение среднего фотоакустичный сигнал в sagittal пазухи из-за увеличения и последующего уменьшения оптического поглощения индоцианина зеленый на 860 нанометров длин волн с течением времени можно наблюдать. Всегда при введении красителя ICG в хвостовую вену животного.Эта низкобюджетная система фотоакустического томографии рабочего стола может быть использована для динамической визуализации васкулатур мозга маленьких животных с высоким специальным разрешением на скорости сканирования 0,5 секунды. Другие применения этой системы визуализации включают визуализацию опухолей головного мозга, визуализацию различных органов у мелких животных и другие терапевтические применения.

Research

JoVE Journal

Bioengineering

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 ...

Detection and Isolation of Circulating Melanoma Cells using Photoacoustic Flowmetry

Обнаружение и изоляция циркулирующих клеток меланомы использованием Фотоакустическая флоуметрии

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

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 ...

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

Массовые цитометрии: Протокол для ежедневного настройка и запуск образцы клеток на Цитометр массовой 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

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 ...

Photoacoustic Cystography

Фотоакустическая Цистография

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

Получение металлических наночастиц импульсной лазерной абляцией в жидкостях: инструмент для изучения антибактериальных свойств наночастиц

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

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 ...

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

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 ...

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 ...