Cómo construir un láser Speckle de imagen de contraste (LSCI) del sistema para monitorizar el flujo sanguíneo
Summary
Este video muestra cómo construir un láser Speckle contraste de imagen (LSCI), sistema que puede ser usado para monitorear el flujo de sangre.
Abstract
Laser Speckle contraste de imagen (LSCI) es una técnica sencilla pero potente que se utiliza para todo el campo de la imagen del flujo sanguíneo. La técnica de análisis de las fluctuaciones en una dinámica moteado para detectar el movimiento de las partículas de forma similar a como láser Doppler analiza los cambios de frecuencia para determinar la velocidad de las partículas. Debido a que puede ser usado para monitorear el movimiento de las células rojas de la sangre, LSCI se ha convertido en una herramienta popular para medir el flujo sanguíneo en los tejidos como la retina, la piel y el cerebro. Se ha convertido en especialmente útil en la neurociencia, donde los cambios del flujo sanguíneo durante los eventos fisiológicos como la activación funcional, derrame cerebral, y la despolarización de la difusión se puede cuantificar. LSCI también es atractivo, ya que proporciona una excelente resolución espacial y temporal durante el uso de instrumentos de bajo costo que se puede combinar fácilmente con otras modalidades de imágenes. Aquí se muestra cómo construir una instalación LSCI y demostrar su capacidad para controlar los cambios del flujo sanguíneo en el cerebro durante un experimento con animales.
Protocol
Discussion
En este video nos han demostrado lo fácil que es crear y utilizar un láser de manchas de imágenes con contraste (LSCI) del sistema para observar los cambios en el flujo sanguíneo. LSCI se desarrolló en la década de 1980 como una forma de generar mapas de flujo sanguíneo en la retina 1. Aunque todavía se utiliza la imagen de la perfusión de la retina y la piel, se ha convertido en muy popular como una técnica de imagen para el flujo de sangre en el cerebro 2. Esto se debe principalmente a …
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Los autores agradecen el apoyo de la Asociación Americana del Corazón (0735136N), la Fundación Dana, National Science Foundation (CBET/0737731), y la Fundación Coulter.
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).
