Как построить лазерной спекл Контрастность изображения (LSCI) системы мониторинга кровотока
Summary
Это видео демонстрирует, как построить лазерной спекл Контрастность изображения (LSCI), которая может быть легко использована для контроля кровотока.
Abstract
Лазерный спекл Контрастность изображения (LSCI) является простой, но мощный метод, который используется для всего месторождения визуализации кровотока. Техника анализа колебаний динамических спекл-картины для обнаружения движения частиц подобно тому, как лазерного доплеровского сдвига частоты анализы, чтобы определить скорость частицы. Потому что он может быть использован для мониторинга движения красных кровяных клеток, LSCI стала популярным инструментом для измерения кровотока в тканях, таких как сетчатка, кожи и головного мозга. Это стало особенно полезным в области неврологии, где изменения кровотока в физиологических событий, как функциональная активация, инсульта, а также распространение деполяризации поддается количественной оценке. LSCI также привлекательны, поскольку она обеспечивает отличное пространственное и временное разрешение при использовании недорогих приборов, которые могут легко быть объединены с другими методами визуализации. Здесь мы покажем, как построить установку LSCI и продемонстрировать свою способность контролировать изменения кровотока в головном мозге во время животное эксперимент.
Protocol
Discussion
В этом видео мы продемонстрировали, как легко создавать и использовать лазерной спекл контрастность изображения (LSCI) систему, чтобы смотреть на изменения в кровотоке. LSCI был разработан в 1980-х годов как способ создания карт кровотока в сетчатке 1. Хотя до сих пор используется для из…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Авторы выражают благодарность поддержке Американской Ассоциации Сердца (0735136N), Дана фонда, Национального научного фонда (CBET/0737731), а 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).
