Come costruire un Laser Speckle Contrast Imaging (LSCI) di sistema per monitorare il flusso di sangue
Summary
Questo video mostra come costruire un laser Speckle Contrast Imaging (LSCI), sistema che può facilmente essere utilizzato per monitorare il flusso di sangue.
Abstract
Laser Speckle Contrast Imaging (LSCI) è una tecnica semplice ma potente che viene utilizzato per tutto campo l'imaging del flusso sanguigno. La tecnica di analisi fluttuazioni di un modello dinamico speckle per rilevare il movimento delle particelle simile a come laser Doppler analisi spostamenti di frequenza per determinare la velocità delle particelle. Perché può essere utilizzato per monitorare il movimento dei globuli rossi, LSCI è diventato un popolare strumento per misurare il flusso sanguigno in tessuti come la retina, la pelle e cervello. E 'diventato particolarmente utile nel campo delle neuroscienze in cui i cambiamenti del flusso sanguigno in occasione di eventi fisiologici, come l'attivazione funzionale, ictus, e depolarizzazione diffusione può essere quantificato. LSCI è interessante anche perché offre un'ottima risoluzione spaziale e temporale durante l'utilizzo di strumenti poco costosi che possono essere facilmente combinati con altre modalità di imaging. Qui vi mostriamo come costruire un setup LSCI e dimostrare la sua capacità di monitorare i cambiamenti del flusso sanguigno nel cervello durante un esperimento animale.
Protocol
Discussion
In questo video che abbiamo dimostrato come sia facile costruire e utilizzare un laser speckle immagini contrasto (LSCI) sistema per guardare i cambiamenti del flusso sanguigno. LSCI è stato sviluppato nel 1980 come un modo per generare mappe di flusso di sangue nella retina 1. Mentre è ancora usato per l'immagine della perfusione retina e la pelle, è diventato estremamente popolare come una tecnica per il flusso di sangue nel cervello l'immagine 2. Ciò è dovuto alla risoluzione eccell…
Offenlegungen
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Gli autori riconoscono il supporto della American Heart Association (0735136N), Dana Foundation, la National Science Foundation (CBET/0737731), e la Fondazione Coulter.
Materials
| Material Name | Typ | Company | Catalogue Number | Comment |
|---|---|---|---|---|
| Firewire camera | Basler | scA640-74f | ||
| Macro zoom lens | Edmund Optics | NT58-240 | ||
| Laser diode | Thorlabs | HL6501MG | ||
| Laser diode controller | Thorlabs | LDC201CU |
The technique is versatile enough to be used with a wide range of equipment. The only things necessary to perform the experiment are a compatible camera with a lens, a laser diode of any type with a controller, and the provided software. A table of the specific equipment used in the video is included above.
A complete list of additional parts that can be used in this experiment is found on our website, http://bach.bme.utexas.edu/mediawiki/index.php/Hardware
Referenzen
- Briers, J. D., Fercher, A. F. Retinal blood-flow visualization by means of laser speckle photography. Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 22, 255-259 (1982).
- Boas, D. A., Dunn, A. K. Laser speckle contrast imaging in biomedical optics. J. Biomed. Opt. 15, 011109-011109 (2010).
- Dunn, A. K. Simultaneous imaging of total cerebral hemoglobin concentration, oxygenation, and blood flow during functional activation. Opt Lett. 28, 28-30 (2003).
- Devor, A. Coupling of the cortical hemodynamic response to cortical and thalamic neuronal activity. Proc Natl Acad Sci U S A. 102, 3822-3827 (2005).
- Ayata, C. Pronounced hypoperfusion during spreading depression in mouse cortex. J Cereb Blood Flow Metab. 24, 1172-1182 (2004).
- Jones, P. Simultaneous multispectral reflectance imaging and laser speckle flowmetry of cerebral blood flow and oxygen metabolism in focal cerebral ischemia. J. Biomed. Opt. 13, (2008).
- Dunn, A. K., Bolay, H., Moskowitz, M. A., Boas, D. A. Dynamic imaging of cerebral blood flow using laser speckle. J Cereb Blood Flow Metab. 21, 195-201 (2001).
- Dunn, A. K., Devor, A., Dale, A. M., Boas, D. A. Spatial extent of oxygen metabolism and hemodynamic changes during functional activation of the rat somatosensory cortex. Neuroimage. 27, 279-290 (2005).
- Farkas, E., Bari, F., Obrenovitch, T. P. Multi-modal imaging of anoxic depolarization and hemodynamic changes induced by cardiac arrest in the rat cerebral cortex. Neuroimage. 51, 734-742 (2010).
- Sakadzic, S. Simultaneous imaging of cerebral partial pressure of oxygen and blood flow during functional activation and cortical spreading depression. Appl. Opt. 48, (2009).
- Ponticorvo, A., Dunn, A. K. Simultaneous imaging of oxygen tension and blood flow in animals using a digital micromirror device. Opt Express. 18, 8160-8170 (2010).
