使用3D综合光声学断层扫描和超声波定位显微镜 (3D-PAULM) 进行非侵入性深层脑部成像

科学领域:

• 生物医学工程 生物医学工程
• 神经成像是一种神经成像.
• 医学物理 医学物理

背景情况:

• 光声学计算机断层扫描 (PACT) 和超声波 (US) 成像为深层大脑血液动力学提供了互补的对比机制.
• 超声波定位显微镜 (ULM) 提供了高分辨率的血液流速映射.
• 现有的方法往往需要侵入性手术或缺乏综合大脑功能分析的多模式能力.

研究的目的:

• 开发和验证一个新的3D深层脑成像系统,集成PACT和ULM (3D-PAULM).
• 为了使小动物模型中的全脑血动力学评估能够进行非侵入性全脑血动力学评估.
• 通过使用多模式成像来调查脑功能中风引起的改变.

主要方法:

• 将多光谱PACT,美国B模式,微泡增强功率多普勒和ULM集成到一个单一的3D设备中 (3D-PAULM).
• 使用低频超声波 (4 MHz) 进行深入大脑透,头皮和头骨完好无损.
• 在诱导性缺血性中风的小鼠模型上进行了共同注册的多模式成像.

主要成果:

• 通过使用3D-PAULM.成功成像全脑血液动力学非侵入性.
• 量化中风诱导的缺血,缺氧 (减小SO2) 和降低血液流动速度.
• 在PACT,US和ULM模式中展示了内在的图像共同注册.

结论:

• 3D-PAULM系统提供了一个强大的,非侵入性的工具,用于对小动物进行全面的深脑血动力学评估.
• 这种综合方法可以详细描述脑血管功能和功能障碍,如中风模型.
• 3D-PAULM对推进神经科学研究和开发用于大脑疾病的新治疗策略具有重大潜力.