Summary
En kompakt pulserende laser diode-basert desktop photoacoustic tomografi (PLD-PAT)-systemet er demonstrert for høyhastighets dynamisk in vivo Imaging av små dyr kortikale blodkar.
Abstract
Photoacoustic (PA) tomografi (PAT) Imaging er en ny biomedisinsk Imaging modalitet nyttig i ulike prekliniske og kliniske anvendelser. Skreddersydde sirkulær ring array-baserte transdusere og konvensjonelle klumpete nd: YAG/OPO lasere hemme oversettelse av PAT systemet til klinikker. Ultra-kompakt pulserende laser dioder (PLDs) blir for tiden brukt som en alternativ kilde til nesten infrarød eksitasjon for PA Imaging. Høyhastighets dynamisk in vivo Imaging har blitt demonstrert ved hjelp av et kompakt PLD-basert skrivebord PAT system (PLD-PAT). En visualisere eksperimentell protokoll ved hjelp av desktop PLD-PAT-systemet er gitt i dette arbeidet for dynamisk in vivo hjernen Imaging. Protokollen beskriver desktop PLD-PAT systemkonfigurasjonen, forberedelse av dyr for hjerne vaskulær tenkelig, og fremgangsmåte for drivkraft visualisering av indocyanine grønn (ICG) Dye opptak og klaring forarbeide inne rotten kortikale blodkar.
Introduction
Photoacoustic beregnet tomografi (pakt/Pat) er en lovende ikke-invasiv biomedisinsk Imaging modalitet kombinere rik optisk kontrast med høy ultrasond oppløsning1,2,3,4, 5. Når en nanosekund pulserende laser innskudd energi på lett absorberende chromophores stede i noen biologiske vev, lokale temperaturen øker fører til thermoelastic ekspansjon og sammentrekning av vevet, noe som resulterer i generering av trykkbølger. Disse trykkbølgene er kjent som ultralydbølger eller photoacoustic (PA) bølger, som kan oppdages av ultralyd transdusere rundt prøven. De oppdagede pa signalene er rekonstruert ved hjelp av ulike gjenoppbygging algoritmer6,7,8,9 for å generere Cross-Seksjons pa bilder. PA Imaging gir strukturelle og funksjonell informasjon fra makroskopisk organer til mikroskopiske organeller på grunn av bølgelengde avhengigheten av endogene chromophores stede inne i kroppen10. PAT Imaging har blitt brukt for brystkreft deteksjon1, Sentinel lymfe node Imaging11, kartlegging av oxyhemoglobin (HbO2), deoxyhemoglobin (HbR), total hemoglobinkonsentrasjon (HBT), oksygenmetning (so 2i det 12 flere , 13, tumor angiogenese14, små dyr hele kroppen Imaging15, og andre programmer.
Nd: YAG/OPO lasere er konvensjonelle eksitasjon kilder for første generasjon PAT systemer som er mye brukt i photoacoustic samfunnet for små dyr Imaging og dype vev Imaging16. Disse lasere gir ~ 100 mJ energi pulser på lav gjentakelse priser på ~ 10-100 Hz. PAT Imaging-systemer som bruker disse kostbare og store lasere er ikke egnet for høyhastighets avbildning med enkelt element ultralyd transdusere (SUTs), på grunn av den begrensede pulsen Repetisjonshastighet. Dette hemmer sanntidsovervåking av fysiologiske endringer som oppstår ved høye hastigheter inne i dyret. Ved hjelp av array-baserte transdusere som lineære, semi-sirkulære, sirkulære, og volum arrays med nd: YAG laser eksitasjon, høyhastighets Imaging er mulig. Disse svingere er imidlertid dyre og gir lavere følsomhet sammenlignet med SUTs; ennå, er bildefrekvensen begrenset av den lave repetisjonshastigheten på laseren. State-of-the-art single-impuls pakt systemer med tilpasset full-ring array svinger hente PA data ved 50 Hz bildefrekvenser17. Disse svingere trenger komplekse back-end-mottak elektronikk og signalforsterkere, noe som gjør det totale systemet dyrere og vanskelig for klinisk bruk.
Deres kompakte størrelse, lavere kostnader krav, og høyere puls repetisjon rate (rekkefølge av KHz) gjør pulserende laser dioder (PLDs) mer lovende for sanntids Imaging. På grunn av disse fordelene, PLDs brukes aktivt som en alternativ eksitasjon kilde i andre generasjon PAT systemer. PLD-baserte Pat systemer har blitt demonstrert med hell for High-Frame Rate Imagingbruke array-transdusere18, dyp-vev og hjernen Imaging19,20,21, kardiovaskulær sykdom diagnose22 og Rheumatology diagnose23. Som SUTs er svært følsomme og rimeligere i forhold til array transdusere, de er fortsatt mye brukt for PAT Imaging. Fiber-baserte PLD systemet har blitt demonstrert for Phantom Imaging24. Et bærbart PLD-PAT-system har tidligere blitt demonstrert ved å montere PLD inne i PAT-skanneren25. Med en SUT sirkulær skanner ble Phantom Imaging utført under 3 s av skanningen tid, og in vivo rotte hjernen Imaging ble utført i løpet av en 5 s periode ved hjelp av dette PLD-PAT systemet19.
Videre har det blitt gjort forbedringer i dette PLD-Pat-systemet for å gjøre det mer kompakt og opprette en stasjonær modell ved hjelp av åtte akustiske reflektor-baserte ultralyd transdusere med ett element (SUTRs)26,27. Her ble SUTs plassert i en vertikal i stedet for horisontal retning ved hjelp av en 90° akustisk reflektor28. Dette systemet kan anvendes for skanne tider på opptil 0,5 s og ~ 3 cm dypt i vev Imaging og in vivo små dyr hjernen Imaging. I dette arbeidet, er dette desktop PLD-PAT-systemet brukes til å gi den visuelle demonstrasjon av eksperimenter for in vivo hjernen Imaging i små dyr og for dynamisk visualisering av opptak og klaring prosessen av Food and Drug Administration (FDA)-godkjent indocyanine grønn (ICG) fargestoff i rotte hjerner.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Alle dyr eksperimenter ble utført i henhold til retningslinjene og forskriftene som er godkjent av den institusjonelle dyre omsorgen og bruks komité Nanyang Technological University, Singapore (Animal Protocol Number ARF-SBS/NIE-A0331).
1. system beskrivelse
- Monter PLD laser i den sirkulære skanneren og Monter den optiske ventilen (OD) foran PLD exit vinduet for å gjøre output strålen homogen, som vist i figur 1a. Koble PLD til laser driver enheten (LDU).
Merk: PLD genererer ~ 816 NM bølgelengde pulser, pulser av ~ 107 NS i varighet, og opp til en 2 KHz repetisjon rate med en maksimal puls energi på ~ 3,4 mJ. Den LDU består av chiller, 12 V strømforsyning, variabel høyspenning strømforsyning for å kontrollere laser strøm, og funksjon generator for å endre pulsen repetisjon rate. - Monter alle de åtte SUTRs på hver SUTR-holder én etter én slik at overflaten på hver akustisk reflektor vender mot midten av skanneområdet, som vist i figur 1B. Koble hver SUTR-kabel til lav støy signal forsterkeren ved hjelp av forbindelseskabler.
Merk: den sentrale frekvensen til ultralyd svingeren er 5 MHz og har et aktivt område på 13 mm diameter. To forsterkere hver av 24 dB gevinst er koblet i serie for hver kanal. - Slå på strømforsyningen til kjøleren, og slå på bryteren på kjøleren for å stille inn temperaturen mellom 20 ° c og 25 ° c.
- Slå på tilførselen av lavspent strømforsyningen og sakte slå den nåværende kontroll for å angi gjeldende grense på 0,3 A. Sett spenningen til 12 V. Kontroller at strømmen ikke overstiger 0,1 A.
- Slå på tilførselen av høyspent strømforsyningen. Trykk på "Preset"-knappen og sett strømmen til 1 A og spenning til 0 V. Aktiver "output"-knappen: 0 V/0 A.
- Slå på strømforsyningen til funksjons generatoren. Trykk på "Recall"-knappen og velg en 2 KHz konfigurasjon for å generere laser pulser på denne repetisjonshastigheten.
- Plasser akryl tank inne i skanneren som vist i figur 1a og fylle tanken med vann slik at den oppdager overflaten av SUTRs er nedsenket helt inne i vann.
- Kontroller at alle SUTRs oppdage overflater er inne i vann medium. Slå på strømforsyningen til lav støy signal forsterkeren.
2. Animal forberedelse for rotte hjernen Imaging
Merk: sunn hunnrotter (se tabell over materialer) ble brukt til å demonstrere ovenfor beskrevet desktop PLD-Pat system for Imaging små dyr kortikale blodkar.
- Hold dyret på ryggen ved å arrestere hodet og kroppen bevegelse. Bedøve dyret ved intraperitoneal injeksjon av en blanding av 2 mL ketamin (100 mg/mL), 2 mL xylazine (20 mg/mL), og 1 mL saltvann (dosering av 0,2 mL/100 g).
Merk: etter injeksjonen blir dyrets tå klemt for å teste eventuelle positive reflekser som Ben eller kroppsbevegelser, vocalization eller markerte økninger i respirations. Et fravær av slike refleks handlinger bekrefter vellykket bedøvelsen av dyret. - For å hindre tørrhet på grunn av anestesi og laser belysning, veldig nøye bruke kunstig tåre salve til rotte øyne. Plasser dyret i liggende posisjon på arbeidsbenken og fjern pelsen på hodet av dyret ved hjelp av et hår trimmer og forsiktig bruke hårfjerning krem til den barberte området og fjerne pelsen helt.
- Etter 4 – 5 min, Fjern den brukte kremen med en bomullspinne.
- Monter den skreddersydde dyr holde ren (se tabell over materialer) som er utstyrt med en pustemaske (se tabell over materialer) på en lab-Jack.
- Plasser dyret i liggende posisjon på holderen slik at hodet hviler på den horisontale plattformen til holderen. Bruk kirurgisk bånd for å feste dyret til holderen.
- Sørg for at puste masken dekker nesen og munningen av rotte for å levere anestesiblanding. Puste masken er tilpasset for å passe til bildevinduet. 10% av den kommersielt tilgjengelige nese membranen kuttes og kobles deretter til et stykke hanske.
- Koble puste masken til anestesi maskinen før du slår den på.
- Slå på anestesi maskinen og sett den til å levere bedøvelse blanding som inneholder 1,0 L/min av oksygen med 0,75% isoflurane til dyret pustemaske.
- Klem puls oximeter til et av dyrets bakben for å overvåke dens fysiologiske tilstand.
- Påfør et lag med fargeløs ultralyd gel til hodebunnen av rotte ved hjelp av en bomulls spiss applikator. Juster Lab-Jack posisjon til midten av skanneren og justere høyden på lab-Jack manuelt slik at bildefeltet flyet er i sentrum av akustisk reflektor.
3. Dynamic in vivo Imaging av opptak og klaring prosessen med ICG i rotte hjernen
- Angi parameterne i datainnsamlingsprogram varen (se tabell over materialer) for et 360 ° oppkjøp skanning.
- Slå på PLD laser utslipp ved å muliggjøre produksjon av funksjonen generator (laser utslipp vil starte). Deretter sakte øke spenningen i den variable høyspennings strømforsyningen til 120 V for maksimal per puls energi.
- Kjør datainnhenting programvare (se tabell over materialer) program for å rotere alle åtte SUTRs i 360 ° over en 4 s skannetid.
Merk: Hvis for eksempel SUTRs roteres for 4s, leverer PLD 8 000 (= 4 x 2 000) pulser og hver SUTR samler inn 8000 A-linjer. Disse 8 000 A-linjene er redusert til 400 ved snitt over 20 signaler (etter snitt A-linjer = 8000/20 = 400). Et gjenoppbyggings program basert på forsinkelse-og-sum tilbake projeksjon algoritmen brukes til å finne ut skanningen radius av hver SUTR. - Deaktiver utgangen av funksjons generatoren for å slå av laser utslippet.
- Bruke rekonstruksjon algoritmen i databehandling programvare (se tabell over materialer) finne ut skanningen radius av alle åtte SUTRs ved prøving og feiling, ved hjelp av back-projeksjon algoritme.
- Angi parameterne i datainnsamlingsprogram varen (se tabell over materialer) for 45 ° oppkjøp over en 0,5 s skannetid.
Merk: Hvis for eksempel SUTRs roteres for 0,5 s, leverer PLD 1 000 (= 0,5 x 2 000) pulser, og hver SUTR samler inn 1000 A-linjer. Disse 1 000 A-linjene er redusert til 400 ved snitt over 20 signaler (etter snitt A-linjer = 1000/20 = 50). - Aktiver utgangen av funksjons generatoren for å slå på laser utslippet.
- Kjør datainnsamlingsprogram varen (se tabell over materialer)-programmet for å rotere alle de åtte SUTRs i 45 ° for å få første kontroll data før du administrerer ICG.
- Deaktiver utgangen av funksjons generatoren for å slå av laser utslippet.
- Identifiser dyrets hale og Injiser 0,3 mL ICG (se tabell over materialer) (323 μM) inn i halen vene av rotte.
4.
Merk: 1,25 mg ICG pulver ble veid ved bruk av en mikro-veie maskin og blandet med 5 mL destillert vann for å oppnå en konsentrasjon på 323 μM for ICG-løsningen.
- Aktiver utgangen av funksjons generatoren for å slå på laser utslippet.
- Kjør datainnsamlingsprogram varen (se tabell over materialer) for å få a-linjer over en 0,5 skannetid i 45 ° rotasjon.
5.
Merk: A-linjer ervervet under en 0,5 s skannetid brukes til å generere ett tverrsnitt bilde. Det er tid gap på ~ 0.4 – 0,6 s mellom hver skanning.
- Etter at datainnsamlingen er over, ved hjelp av back-projeksjon algoritme i databehandling programvare (se tabell over materialer), rekonstruere den tverrsnitt hjernen bildet fra den lagrede A-linjer.
- Slå av laseren og slå av anestesi maskin, Senk Lab-Jack og fjerne dyret fra scenen. Returner dyret til buret og skjermen til den gjenvinner bevisstheten.
Figur 1: skjematisk av skrivebordet PLD-Pat system. (A) skjematisk av skrivebordet PLD-Pat satt opp. PLD: pulserende laser diode, OD: optisk diffuser, SUTR: akustisk reflektor basert enkelt element ultralyd svinger, AM: anestesi maskin, CSP: sirkulær skanning plate, SM: stepper motor, LDU: Laser Driving Unit, AMP: forsterker, DAQ: datainnsamling kort. (B) sirkulær plassering av åtte SUTRs rundt skanne senteret. Vennligst klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Potensialet av den beskrevne desktop PLD-PAT system for dynamisk in vivo hjernen Imaging har blitt vist frem i denne protokollen med tilsvarende resultater. Høy-fart tenkelig evnen av desktop PLD-PAT system var bevist av utføre inne vivo hjerne tenkelig av rask kvinner rotter. PA signaler ble samlet inn ved hjelp av åtte SUTRs roterende i 360 ° og 45 ° rundt rotte hjernen ved skanning hastigheter på 4 s og 0,5 s, henholdsvis. Figur 2a, B viser hjernen bilder av en kvinnelig rotte (98 g) ved skanning hastigheter på 4 s og 0,5 s, henholdsvis. Sagittal sinus (SS) og tverrgående sinus (TS) er godt synlig i begge bildene. Figur 2C , D viser fotografier av rotte hjernen før og etter fjerning av hodebunnen over hjerne området, henholdsvis. PAT Imaging ble gjort ikke-invasivt med intakt hud og hodeskalle.
Figur 2: ikke-invasiv in vivo desktop PLD-Pat-bilder. In vivo bilder av kortikale blodkar ved skanning ganger (A) 4 s og (B) 0,5 s. ss: sagittal sinus, TS: tverrgående sinus. (C) og (D) er fotografier av rotte hjernen før og etter fjerning av hodebunnen, henholdsvis. Vennligst klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
Før sprøytebruk ICG i halen venen av samme rotte, kontroll data ble anskaffet. Etter sprøytebruk ICG, var PA data ervervet kontinuerlig for første 5 min med en 0,5 skanning tid. Deretter ble PA data ervervet ved ~ 2-3 min intervaller med 0,5 s skanning ganger hver for neste 15-20 min. Figur 3 viser plottet representerer økningen i gjennomsnitt pa signal i sagittal sinus (SS) på grunn av økninger i optisk ABSORPSJON av ICG på 816 NM bølgelengder, og senere, avtar over tid.
Figur 3: farmakokinetikken til ICG. Farmakokinetikken til ICG som viser opptaks-og klarerings prosessen. Den røde pilen merket viser tidspunktet for injeksjon av ICG inn i halen blodåre. Vennligst klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Denne arbeide gaver en protokollen å bruk en desktop PLD-PAT system for gjennomfører eksperimenter opp på liten dyrene like rotter for inne vivo hjerne tenkelig og drivkraft rask-opptak og klaring forarbeide av kontrasten agenter like ICG. Klumpete, dyre OPO-PAT-systemer tar flere minutter (2-5 min) for å erverve et enkelt tverrsnitt i vivo-bilde. En kompakt, lav pris, første generasjons bærbare PLD-PAT-system gir enkelt tverrsnitt i vivo-bilder i 5 s. Til sammenligning gjengir en høyhastighets, kompakt, rimelig stasjonær PLD-PAT-system et høykvalitets 2D-tverrsnitt i vivo-bilde på bare 0,5 s26. Her ble den samme stasjonære PLD-PAT-systemet demonstrert for rask in vivo dynamisk hjerne avbildning. Ved hjelp av dette systemet, kontinuerlig overvåking av raskt skiftende fysiologiske fenomener er utført i små dyr for en rask økning og fall av PA signaler på grunn av ICG opptak og klaring prosesser. Men PLDs har noen begrensninger som enkelt bølgelengde generasjon, som forbyr funksjonell Imaging. I tillegg er det nødvendig med flere bølgelengde belysning for å oppnå funksjonell informasjon. Likeledes, tenkelig dybden er begrenset på grunn av en lav per-impuls energi av PLD, hvilke kan omgås benytter eksogene photoacoustic kontrasten agenter for forsterke det tenkelig dybden.
Mens gjennomføre eksperimenter ved hjelp av desktop PLD-PAT system, visse forholdsregler må tas: (a) på grunn av den ikke-uniform stråle profil av PLD laser, en optisk diffuser bør brukes i laser output vinduet, (b) det bør sikres at PLD laserstrålen er på skanning sentrum og at alle SUTRs vender mot midten av PAT skanneren, (c) forsiktighet bør tas under anestesi injeksjon slik at de omkringliggende organer som urin blære, nyrer og innvoller er ikke berørt, (d) en riktig mengde anestesi blandingen må injiseres i henhold til vekten av dyret, (e) under prosedyren for trimming hår på dyret hodet, riper i hodebunnen må unngås, og (f) det må sikres at Imaging planet av rotte hjernen er i sentrum av acousti c reflektor av SUTRs. Feilsøking kan være nødvendig hvis bildekvaliteten er lav. Store anvendelser av dette systemet inkluderer høy bildefrekvens Imaging (1 ramme i 0,5 s), små dyr hjernesvulst Imaging, subkutan svulst Imaging, og gransker Biomaterials for potensielle PA kontrastmidler og terapeutiske anvendelser.
Den maksimale tillatte eksponeringen (MPE) sikkerhetsgrense for in vivo Imaging styres av American National Standards Institute (ANSI) laser sikkerhetsstandarder29. Disse sikkerhetsbegrensningene er avhengig av laser pulsbredde, belysnings område, eksponeringstid og lysbølgelengde, i tillegg til flere andre faktorer. Høyere enn en 700-1050 NM bølgelengde rekkevidde og maksimal per puls energitetthet på hudoverflaten bør ikke overstige 20 x 102 (λ-700)/1000 mJ/cm2, der λ (i NM) er belysningen bølgelengde. Så, MPE sikkerhetsgrensen på en 816 NM bølgelengde av PLD laser som brukes er ~ 34,12 mJ/cm2. For kontinuerlig belysning av laseren over en periode på t = 0,5 s, blir MPE sikkerhetsgrense 1,1 x 102 (λ-700)/1000 × t0,25 j/cm2 (= 1,58 J/cm2). Pulsen Repetisjonshastighet på PLD ble opprettholdt på 2 000 Hz i alle eksperimenter. I løpet av en 0,5 s skannetid, ble totalt 1 000 (0,5 x 2 000) pulser levert til prøven. Dette innebærer at per puls, MPE var 1,58 mJ/cm2. Det desktop PLD-PAT system leverer en per impuls energi av ~ 3,4 mJ. Laseren energitetthet ble opprettholdt på ~ 0,17 mJ/cm2 på hjernen området som laserstrålen utvidet over en ~ 20 cm2 område. Dette laser energitetthet var godt under ANSI sikkerhetsgrensen over en periode på 0,5 s. Ved å redusere pulsen Repetisjonshastighet, redusere laser makt, eller utvide laserstrålen, ANSI laser sikkerhetsgrensen for desktop PLD-PAT systemet kan endres.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Forfatterne har ingen relevante økonomiske interesser eller potensielle interessekonflikter å avsløre.
Acknowledgments
Forskningen er støttet av Singapore Ministry of Health ' s National Medical Research Council (NMRC/OFIRG/0005/2016: M4062012). Forfatterne vil gjerne takke Mr. Chow WAI Hoong Bobby for maskinen butikken støtte.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 12 V power supply | Voltcraft | PPS-11810 | To supply operating voltage for PLD |
| Acoustic reflector | Olympus | F102 | 45 degree reflector augmented to the ultrasound transducer |
| Acrylic water tank | NTU workshop | Custom-made | It is used to hold water that acts as an acoustic coupling medium between animal brain and detector |
| Anesthetic Machine | Medical plus pte ltd | Non-Rebreathing Anaesthesia machine with oxygen concentrator. | Supplies oxygen and isoflurane to animal |
| Animal distributor | In Vivos Pte Ltd, Singapore | Animal distributor that supplies small animals for research purpose | |
| Animal holder | NTU workshop | Custom-made | Used for holding animal on its abdomen |
| Breathing mask | NTU workshop | Custom-made | Used along with animal holder to supply anesthesia mixture to the animal |
| Circular Scanner | NTU workshop | Custom-made | Scanner is made out of aluminum |
| DAQ (Data acquisition) Card | Spectrum | M2i.4932-exp | 16 bit, 30 Ms/s, 8 channels, 1 Gs, PCIe |
| Data acqusition software | National Instruments Corporation,Austin,TX,USA) | NI LabVIEW 2015 SP1 (32 bit) | LabVIEW based program developed in our laboratory for controlling the stepper motor and acquring the PA singnals from the detector |
| Data processing software | Matlab (Mathworks, Natick, MA, USA) | Matlab R2015b | Matlab code developed in our laboratory for reconstructing cross-sectional PA images |
| Function generator | RIGOL | DG1022 | To change the repetition rate of the PLD. It will provide TTL signal to synchronize the DAQ with the laser excitation. |
| Low noise signal amplifier | Genetron | Custom-made using Mini-circuits, ZFL-500LN-BNC | To receive, and amplify the PA signal from SUTR. Its gain is 24 dB. |
| Optical diffuser | Thorlabs | DG-120 | Used to to make the laser beam homogeneous |
| Pulsed laser diode | Quantel, France | QD-Q1924-ILO-WATER | 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 |
| Rats | In Vivos Pte Ltd, Singapore | NTac:SD, Sprague Dawley / SD | Female, weight 100±10g, strain of rats: Sprague Dawley, age: 4-5 weeks |
| Stepper motor with gearbox | LIN Engineering (Servo Dynamics) | Motor: CO-5718L-01P-RO, Gearbox: DPL64/1; Power supply PW-100-24 | To move the detector holder in a circular geometry. Torque: 2.08 N-m, Rotor inertia: 2.6 kg-cm2 |
| Ultrasound gel | Progress/parker acquasonic gel | PA-GEL-CLEA-5000 | Clear ultrasound gel |
| Ultrasound Transducer | Olympus | V309-SU/ U8423013 | Ultrasonic sensors used for photoacoustic detection. Central freqency 5 MHz, 0.5 in |
| Variable high voltage power supply | Elektro-Automatik | EA-PS 8160-04 T | To change the laser output power |
References
- Lin, L., et al. Single-breath-hold photoacoustic computed tomography of the breast. Nature Communications. 9 (1), 2352 (2018).
- Upputuri, P. K., Pramanik, M. Fast photoacoustic imaging systems using pulsed laser diodes: a review. Biomedical Engineering Letters. 8 (2), 167-181 (2018).
- Yao, J., Wang, L. V. Recent progress in photoacoustic molecular imaging. Current Opinion in Chemical Biology. 45, 104-112 (2018).
- Upputuri, P. K., Pramanik, M. Recent advances toward preclinical and clinical translation of photoacoustic tomography: a review. Journal of Biomedical Optics. 22 (4), 041006 (2017).
- Yao, J., Wang, L. V.
- Awasthi, N., Kalva, S. K., Pramanik, M., Yalavarthy, P. K. Image Guided Filtering for Improving Photoacoustic Tomographic Image Reconstruction. Journal of Biomedical Optics. 23 (9), 091413 (2018).
- Kalva, S. K., Pramanik, M. Experimental validation of tangential resolution improvement in photoacoustic tomography using a modified delay-and-sum reconstruction algorithm. Journal of Biomedical Optics. 21 (8), 086011 (2016).
- Pramanik, M. Improving tangential resolution with a modified delay-and-sum reconstruction algorithm in photoacoustic and thermoacoustic tomography. The Journal of the Optical Society of America. 31 (3), 621-627 (2014).
- Xu, M., Wang, L. V. Universal back-projection algorithm for photoacoustic computed tomography. Physical Review E. 71 (1), 016706 (2005).
- Wang, L. V., Hu, S. Photoacoustic Tomography: In Vivo Imaging from Organelles to Organs. Science. 335 (6075), 1458-1462 (2012).
- Sivasubramanian, K., Periyasamy, V., Pramanik, M. Non-invasive sentinel lymph node mapping and needle guidance using clinical handheld photoacoustic imaging system in small animal. Journal of Biophotonics. 11 (1), e201700061 (2018).
- Hu, S., Maslov, K., Wang, L. V. Second-generation optical-resolution photoacoustic microscopy with improved sensitivity and speed. Optics Letters. 36 (7), 1134-1136 (2011).
- Stein, E. W., Maslov, K., Wang, L. V. Noninvasive, in vivo imaging of blood-oxygenation dynamics within the mouse brain using photoacoustic microscopy. Journal of Biomedical Optics. 14 (2), 020502 (2009).
- Ku, G., Wang, X. D., Xie, X. Y., Stoica, G., Wang, L. V. Imaging of tumor angiogenesis in rat brains in vivo by photoacoustic tomography. Applied Optics. 44 (5), 770-775 (2005).
- Ma, R., Taruttis, A., Ntziachristos, V., Razansky, D. Multispectral optoacoustic tomography (MSOT) scanner for whole-body small animal imaging. Optics Express. 17 (24), 21414-21426 (2009).
- Zhou, Y., et al. A Phosphorus Phthalocyanine Formulation with Intense Absorbance at 1000 nm for Deep Optical Imaging. Theranostics. 6 (5), 688-697 (2016).
- Li, L., et al. Single-impulse panoramic photoacoustic computed tomography of small-animal whole-body dynamics at high spatiotemporal resolution. Nature Biomedical Engineering. 1 (1), 0071 (2017).
- Sivasubramanian, K., Pramanik, M. High frame rate photoacoustic imaging at 7000 frames per second using clinical ultrasound system. Biomedical Optics Express. 7 (2), 312-323 (2016).
- Upputuri, P. K., Pramanik, M. Dynamic in vivo imaging of small animal brain using pulsed laser diode-based photoacoustic tomography system. Journal of Biomedical Optics. 22 (9), 090501 (2017).
- Upputuri, P. K., Periyasamy, V., Kalva, S. K., Pramanik, M. A High-performance compact photoacoustic tomography system for in vivo small-animal brain imaging. Journal of Visualized Experiments. (124), e55811 (2017).
- Upputuri, P. K., Pramanik, M. Pulsed laser diode based optoacoustic imaging of biological tissues. Biomedical Physics & Engineering Express. 1 (4), 045010-045017 (2015).
- Arabul, M. U., et al. Toward the detection of intraplaque hemorrhage in carotid artery lesions using photoacoustic imaging. Journal of Biomedical Optics. 22 (4), (2016).
- Daoudi, K., et al. Handheld probe integrating laser diode and ultrasound transducer array for ultrasound/photoacoustic dual modality imaging. Optics Express. 22 (21), 26365-26374 (2014).
- Allen, J. S., Beard, P. Pulsed near-infrared laser diode excitation system for biomedical photoacoustic imaging. Optics Letters. 31 (23), 3462-3464 (2006).
- Upputuri, P. K., Pramanik, M. Performance characterization of low-cost, high-speed, portable pulsed laser diode photoacoustic tomography (PLD-PAT) system. Biomed Opt Express. 6 (10), 4118-4129 (2015).
- Kalva, S. K., Upputuri, P. K., Pramanik, M. High-speed, low-cost, pulsed-laser-diode-based second-generation desktop photoacoustic tomography system. Optics Lett. 44 (1), 81-84 (2019).
- Kalva, S. K., Hui, Z. Z., Pramanik, M. Calibrating reconstruction radius in a multi single-element ultrasound-transducer-based photoacoustic computed tomography system. J Opt Soc Am A. 35 (5), 764-771 (2018).
- Kalva, S. K., Pramanik, M. Use of acoustic reflector to make compact photoacoustic tomography system. Journal of Biomedical Optics. 22 (2), 026009 (2017).
- American National Standard for Safe Use of Lasers. ANSI Standard Z136.1-2007. , NY. (2007).
