Hoe maak je een laser bouwen Speckle Contrast Imaging (LSCI) Systeem om Blood Flow Monitor
Summary
Deze video laat zien hoe een laser te bouwen Speckle Contrast Imaging (LSCI) systeem dat gemakkelijk kan worden gebruikt om de bloedstroom te controleren.
Abstract
Laser Speckle Contrast Imaging (LSCI) is een eenvoudige maar krachtige techniek die wordt gebruikt voor full-field imaging van de bloedstroom. De techniek analyseert fluctuaties in een dynamische spikkelpatroon het detecteren van de beweging van deeltjes vergelijkbaar met hoe laser Doppler analyses frequentie verschuivingen te bepalen deeltje snelheid. Omdat het kan worden gebruikt om de beweging van de rode bloedcellen te controleren, is LSCI uitgegroeid tot een populaire tool voor het meten van de doorbloeding in de weefsels, zoals het netvlies, de huid en hersenen. Het is inmiddels vooral nuttig in de neurowetenschappen, waar de bloedstroom fysiologische veranderingen tijdens evenementen als de functionele activering, beroerte, en het verspreiden van depolarisatie kan worden gekwantificeerd. LSCI is ook aantrekkelijk omdat het zorgt voor een uitstekende ruimtelijke en temporele resolutie tijdens het gebruik van goedkope instrumenten die gemakkelijk kan worden gecombineerd met andere beeldvormende modaliteiten. Hier laten we zien hoe een LSCI setup op te bouwen en aan te tonen zijn vermogen om de bloedstroom veranderingen in de hersenen te controleren tijdens een dierproef.
Protocol
Discussion
In deze video hebben we laten zien hoe gemakkelijk het is om te bouwen en gebruik van een laser speckle contrast imaging (LSCI) systeem om te kijken naar veranderingen in de bloedstroom. LSCI is ontwikkeld in de jaren 1980 als een manier om kaarten van de bloedstroom in de retina een te genereren. Terwijl het nog steeds gebruikt om het imago van de retina en de huid doorbloeding, is het zeer populair geworden als een techniek om de afbeelding bloedstroom in de hersenen 2. Dit is grotendeels te dank…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
De auteurs erkennen de steun van de American Heart Association (0735136N), Dana Foundation, National Science Foundation (CBET/0737731) en de Coulter Foundation.
Materials
| Material Name | Type | 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
References
- 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).
