使用3D集成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) 图像提供了对大脑血液动力学的互补见解.
• 目前的方法往往缺乏全面的深度大脑分析的分辨率或深度.
• 超声波定位显微镜 (ULM) 提供了高分辨率的血液流速映射.

研究的目的:

• 开发和验证一种结合PACT和ULM的新型3D集成系统,用于进行非侵入性深脑血液动力学成像.
• 评估系统在表征中风引起的小鼠大脑功能变化的能力.
• 为了能够同时量化多个血液动力学参数.

主要方法:

• 开发一个3D深层脑成像系统 (3D-PAULM),集成PACT和ULM.
• 使用低频超声波 (4 MHz) 通过完整的头皮和头骨进行非侵入性成像.
• 在诱导性缺血性中风的小鼠大脑上执行多光谱PACT,美国B模式,功率多普勒和ULM.

主要成果:

• 3D-PAULM成功地以非侵入的方式成像了深层大脑的血液动力学功能.
• 该系统量化了中风诱导的缺血,缺氧 (减小的sO2) 和血流速度的下降.
• 同时注册的多模式数据提供了全面的血液动力学评估,包括输液,sO2,血管密度和流速.

结论:

• 集成的3D-PAULM系统提供了一个强大的,非侵入性的工具,用于在小型动物模型中进行深度大脑血液动力学研究.
• 这项技术使大脑血管功能和功能障碍的详细表征成为可能,特别是在诸如中风之类的疾病状态中.
• 3D-PAULM在研究深层大脑功能和病理方面具有重大潜力.