Sistema di imaging laser maculato
Quando si utilizza una luce coerente per illuminare il tessuto biologico, sul rilevatore si forma un modello di interferenza/macchia. L'imaging con contrasto laser maculato si basa sul cambiamento dinamico della luce retrodiffusa dovuta all'interazione con i globuli rossi (RBC). Il movimento delle particelle all'interno dei tessuti provoca fluttuazioni nel modello della macchiolina, portando alla sfocatura delle immagini della macchiolina quando queste immagini vengono ottenute con un tempo di esposizione maggiore o uguale alla scala temporale di fluttuazione della macchiolina. Questa sfocatura può essere attribuita al flusso sanguigno se le fluttuazioni sono causate dal movimento dei globuli rossi.
Descrizione
Profilo Aziendale
Guangzhou G-Cell Technology Co., Ltd. è un'impresa tecnologica innovativa fondata facendo affidamento sulla Tsinghua University Shenzhen Graduate School, sulla Southern University of Science and Technology e sulla South China Normal University, e ci concentriamo sull'applicazione della tecnologia di imaging ottico nel campo delle scienze della vita. Per le unità nelle direzioni applicative correlate, possiamo fornirvi apparecchiature e soluzioni professionali per l'imaging ottico. Disponiamo di una piattaforma sperimentale di test ottici completa e di un gruppo di giovani dorsali tecniche di alta qualità. Come combinazione transfrontaliera del settore delle apparecchiature di laboratorio e del settore Internet, l'azienda è impegnata a creare una nuova generazione di apparecchiature intelligenti da laboratorio.
Perché scegliere noi
Squadra di professioni
Siamo specializzati nell'applicazione della tecnologia di imaging ottico al campo della biologia cellulare. Per la ricerca cellulare, l'osservazione e altri campi di applicazione. Disponiamo di una piattaforma sperimentale di test ottici completa e di un gruppo di giovani dorsali tecniche di alta qualità.
Attrezzature avanzate
Come combinazione transfrontaliera del settore delle apparecchiature di laboratorio e del settore Internet, l'azienda è impegnata a creare una nuova generazione di apparecchiature intelligenti da laboratorio.
Ricerca e sviluppo indipendenti
Grazie all'innovazione di un forte team di ricerca e sviluppo tecnico, i prodotti GCell adottano tutti ricerca e sviluppo indipendenti, produzione indipendente, brevetti indipendenti e hanno superato una serie di certificazioni come monografie software e brevetti di modelli di utilità.
Vantaggi del software
L'ottimizzazione del software viene effettuata in base alle abitudini di utilizzo degli utenti della ricerca scientifica e i risultati vengono esportati in base ai requisiti di articoli e rapporti di ricerca scientifica. Le informazioni sull'anteprima delle sezioni possono essere recuperate in qualsiasi momento ed è supportata la conversione del formato dei risultati panoramici, il che è conveniente per l'universalità dell'analisi dei risultati.
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Che cos'è il sistema di imaging laser maculato
Quando si utilizza una luce coerente per illuminare il tessuto biologico, sul rilevatore si forma un modello di interferenza/macchia. L'imaging con contrasto laser maculato si basa sul cambiamento dinamico della luce retrodiffusa dovuta all'interazione con i globuli rossi (RBC). Il movimento delle particelle all'interno dei tessuti provoca fluttuazioni nel modello della macchiolina, portando alla sfocatura delle immagini della macchiolina quando queste immagini vengono ottenute con un tempo di esposizione maggiore o uguale alla scala temporale di fluttuazione della macchiolina. Questa sfocatura può essere attribuita al flusso sanguigno se le fluttuazioni sono causate dal movimento dei globuli rossi.
Vantaggi del sistema di imaging laser maculato
Monitoraggio in tempo reale
Il sistema fornisce il monitoraggio in tempo reale dei cambiamenti del flusso sanguigno, rendendolo prezioso per studi dinamici e feedback immediato durante esperimenti o procedure cliniche.
Alta risoluzione
L'imaging laser speckle offre un'elevata risoluzione spaziale, consentendo la visualizzazione dettagliata delle reti microvascolari e dei modelli di perfusione nei tessuti.
Versatilità
L'imaging con macchie laser può essere utilizzato in vari campi, tra cui neuroscienze, oftalmologia, dermatologia, ricerca cardiovascolare e studi preclinici, dimostrando la sua versatilità.
Gamma dinamica
I sistemi di imaging laser speckle hanno un ampio intervallo dinamico, consentendo il rilevamento di cambiamenti del flusso sanguigno sia lenti che rapidi nei tessuti.
Contesto e domanda di mercato per il sistema di imaging laser maculato
Il sistema circolatorio è un sistema chiuso e continuo di condotti distribuiti in tutto il corpo, compreso il sistema cardiovascolare e il sistema linfatico. Ciò che circola nel sistema cardiovascolare è il sangue. Ciò che scorre attraverso il sistema linfatico è la linfa. Il sistema linfatico può anche essere considerato una parte ausiliaria del sistema venoso, poiché la linfa scorre centralmente attraverso una serie di canali linfatici che alla fine defluiscono nelle vene.
Il cervello non ha una propria rete linfatica, ma la membrana attorno al cervello, chiamata meningi, ha una rete di vasi sanguigni linfatici. Gli eritrociti stravasati nel liquido cerebrospinale (CSF) contribuiscono in modo critico alla patogenesi dell'emorragia subaracnoidea (SAH). Un'emorragia subaracnoidea significa che c'è un sanguinamento nello spazio che circonda il cervello. È una condizione molto seria e può essere fatale.
È stato segnalato che i vasi linfatici meningei drenano macromolecole e cellule immunitarie dal liquido cerebrospinale nei linfonodi cervicali (CLN). Tuttavia, non è chiaro se i vasi linfatici meningei siano coinvolti nella rimozione degli eritrociti stravasati nel liquido cerebrospinale dopo ESA.
L'imaging e l'elaborazione dei tessuti vengono tutti eseguiti per definire la funzione dei vasi linfatici meningei, ma i cambiamenti nel flusso sanguigno cerebrale dopo l'ablazione linfatica dovrebbero essere analizzati quantitativamente per completare l'intera ricerca, poiché esistono solo tre sistemi all'interno del cervello, la rete linfatica, il sistema vascolare sistema e la circolazione del liquido cerebrospinale.
I vantaggi tecnologici sono l'assenza di contatto, l'assenza di agenti di contrasto, l'elevato frame rate e l'elevata risoluzione spaziale. Possono essere utilizzati per osservare e registrare la perfusione sanguigna di qualsiasi tessuto o organo esposto per studi sulla microcircolazione o ricerche precliniche come ictus ischemico, arti inferiori, mesentere, ecc. L'output multiplo include immagini e video della perfusione sanguigna (500+ milioni di pixel), dati quantificati per unità di perfusione e diametro del vaso.
La fotocamera con otturatore globale integrata può raggiungere una maggiore velocità di acquisizione ed elaborazione dei dati. La migliore risoluzione ottica di 3,9 μm/pixel, che fornisce strutture tissutali più dettagliate. Frequenza fotogrammi massima (campo intero) fino a 100 fps, acquisendo modifiche in tempo reale in aree più grandi. Zoom ottico 10x motorizzato e messa a fuoco automatica. La dimensione dell'immagine varia da 0,57×0,75 a 22,5×30 cm2 nell'imager all-in-one, coprendo molteplici applicazioni di ricerca. Messa a fuoco automatica rapida e manuale di precisione, che migliora l'efficienza e la precisione della messa a fuoco su vari tessuti. Assemblaggio ottimale delle lenti, che filtrano l'ambiente e riflettono la luce. Classe 1 di misurazione e indicazione laser, sicuro da usare senza sistema di protezione degli occhi. Hardware di stabilità laser per il massimo in termini di misurazioni affidabili e coerenti per minuti, ore e giorni. Calibrazione con scatola di calibrazione. L'autocalibrazione è possibile in qualsiasi momento per mantenere l'apparecchiatura in condizioni di lavoro ottimali. Attiva connessioni BNC In/Out per la comunicazione con dispositivi esterni. Installazione illimitata del software di analisi sul PC.
La storia dello sviluppo dell'imaging con contrasto maculato del sistema di imaging laser macchiolato
L'imaging con contrasto laser speckle (LSCI), chiamato anche imaging con contrasto laser speckle (LSI), è una modalità di imaging basata sull'analisi dell'effetto di sfocatura del pattern maculato. Il funzionamento di LSCI consiste nell'illuminare ad ampio campo una superficie ruvida attraverso una sorgente luminosa coerente. Quindi, utilizzando fotorilevatori come telecamere CCD o sensori che catturano l'immagine del modello di macchie laser risultante causato dall'interferenza della luce coerente. Nell'uso biomedico, la luce coerente è tipicamente nella regione del rosso o del vicino infrarosso per garantire una maggiore profondità di penetrazione. Quando si diffondono particelle in movimento nel tempo, l'interferenza causata dalla luce coerente avrà fluttuazioni che porteranno alle variazioni di intensità rilevate tramite il fotorilevatore, e questo cambiamento di intensità contiene l'informazione del movimento delle particelle di diffusione. Attraverso l'immagine i motivi maculati con un tempo di esposizione finito, le aree con particelle disperse appariranno sfocate.
A quel tempo questa tecnologia era chiamata fotografia maculata a esposizione singola. A causa della mancanza di tecniche digitali sufficienti, la fotografia maculata a esposizione singola ha un processo in due fasi che la rende non abbastanza conveniente ed efficiente per la ricerca biomedica, soprattutto nell'uso clinico. Non era più necessario utilizzare fotografie per catturare immagini. La tecnologia migliorata è chiamata laser speckle contrast imaging (LSCI) che può misurare direttamente il contrasto del modello maculato. Una tipica configurazione strumentale dell'imaging con contrasto di macchie laser contiene solo una sorgente laser, una fotocamera, un diffusore, un obiettivo e un computer. Grazie alla struttura semplice della configurazione strumentale, LSCI può essere facilmente integrato in altri sistemi.
Considerazioni pratiche per il sistema di imaging laser maculato
Diversi parametri dovrebbero prendere in considerazione il contrasto massimo e il rapporto segnale/rumore (SNR) dell'LSCI. La dimensione dei singoli granelli è essenziale e determinerà i requisiti del fotorilevatore. La dimensione di ciascun motivo maculato deve essere inferiore alla dimensione dei pixel del fotorilevatore per evitare la diminuzione del contrasto. Il diametro minimo della macchiolina per un sistema LSCI dipende dalla lunghezza d'onda della luce, dall'ingrandimento del sistema di imaging e dal numero f del sistema di imaging.
Le dispersioni statiche sono necessarie, poiché possono determinare il contrasto massimo che il sistema LSCI può ottenere. Sia il tempo di esposizione (T) troppo breve che quello troppo lungo possono diminuire l'efficienza del sistema LSCI poiché un'esposizione troppo breve non può garantire l'accumulo di fotoni adeguati mentre un tempo di esposizione troppo lungo può ridurre il contrasto. Il T adatto dovrebbe essere analizzato in anticipo. L'angolo di illuminazione dovrebbe essere considerato per ottenere una maggiore efficienza di trasmissione della luce.
Dovrebbe essere scelta una sorgente laser adatta per eliminare una diminuzione del contrasto e dell'SNR.
Rispetto ad altre tecnologie di imaging esistenti, l’imaging con contrasto laser speckle presenta numerosi ovvi vantaggi. Può utilizzare uno strumento semplice ed economico per restituire un'eccellente risoluzione spaziale e temporale. E grazie a questi punti di forza, l’imaging con contrasto laser maculato è stato coinvolto per decenni nella mappatura del flusso sanguigno. L'utilizzo dell'LSCI è stato esteso a molti argomenti nel campo biomedico che includono, ma non sono limitati a, reumatologia, ustioni, dermatologia, neurologia, chirurgia del tratto gastrointestinale, odontoiatria e ricerca cardiovascolare. LSCI può essere facilmente adottato in un altro sistema per il monitoraggio clinico a tutto campo, la misurazione e l'analisi dei processi viventi su scala quasi in tempo reale.
Sistema di imaging con macchioline laser con rilevamento trasmissivo per il monitoraggio del flusso sanguigno nei tessuti spessi
L'imaging con contrasto laser maculato (LSCI) è un potente strumento per monitorare la distribuzione del flusso sanguigno ed è stato ampiamente utilizzato negli studi sulla microcircolazione, sia per applicazioni animali che cliniche. Convenzionalmente, LSCI funziona solitamente in modalità con rilevamento riflettente. Tuttavia, potrebbe fornire una promettente risoluzione temporale e spaziale per applicazioni in vivo solo con l'assistenza di varie finestre tissutali, altrimenti l'eccessiva macchiolina statica superficiale ne limiterebbe estremamente il contrasto e la risoluzione. Qui, abbiamo studiato sistematicamente la capacità dell'LSCI rilevato in modo trasmissivo (TR-LSCI) per il monitoraggio del flusso sanguigno nei tessuti spessi. Si è scoperto che la modalità con rilevamento riflettente era migliore quando lo strato target era in superficie, ma la qualità dell’immagine diminuiva rapidamente con la profondità dell’immagine, mentre la modalità con rilevamento trasmissivo poteva ottenere un rapporto segnale/fondo molto più forte ( SBR) per tessuti spessi. Abbiamo inoltre dimostrato mediante esperimenti su fantasmi su tessuti, animali e esseri umani che in un certo spessore di tessuto, TR-LSCI ha mostrato prestazioni notevolmente migliori per l'imaging di tessuti spessi e la qualità dell'imaging sarebbe ulteriormente migliorata se si utilizzassero lunghezze d'onda più lunghe del vicino- luce infrarossa. Pertanto, sia i risultati teorici che quelli sperimentali dimostrano che TR-LSCI è in grado di ottenere informazioni sul flusso sanguigno dei tessuti spessi e ha un grande potenziale nel campo della ricerca sulla microcircolazione.
L'imaging con contrasto laser speckle (LSCI) è una tecnica di imaging non invasiva ad ampio campo con elevata risoluzione temporale e spaziale, che si basa sull'analisi dei segnali luminosi dopo la diffusione e l'interferenza casuale e quindi ottiene le informazioni sulla velocità delle particelle di dispersione nei tessuti biologici . Convenzionalmente, funziona in modalità riflessione-rilevata ed è stato ampiamente utilizzato nella ricerca fondamentale sulla microcircolazione, la cui disfunzione è molto rilevante per una serie di sintomi clinici, come il diabete, l'ictus ischemico, la malattia coronarica e la malattia delle arterie periferiche. Con le finestre del cranio aperte basate sulla chirurgia, le finestre del cranio assottigliate e le finestre di pulizia ottica del cranio senza intervento chirurgico, la distribuzione del flusso sanguigno corticale potrebbe essere chiaramente osservata utilizzando la tecnica LSCI convenzionale con rilevamento riflettente. Con le finestre delle camere della plica cutanea e le finestre di schiarimento ottico della pelle, l'LSCI convenzionale potrebbe anche fornire la mappatura del flusso sanguigno cutaneo con risoluzione dei singoli vasi sanguigni. Tuttavia, senza tali "finestre", la luce dovrebbe penetrare nello strato superiore del tessuto sopra lo strato profondo dei vasi sanguigni, durante il quale percorso decade costantemente, rendendo la forza dello speckle statico nello strato superiore molto maggiore di quella del segnale dello speckle dinamico nello strato superiore. strato mirato profondo, che porta a un contrasto e una risoluzione estremamente ridotti dell'LSCI convenzionale, o addirittura a rendere il flusso sanguigno non rilevabile. Inoltre, anche con l’ausilio delle finestre del cranio e della pelle, l’LSCI convenzionale è ancora in grado di fornire una risoluzione accettabile solo negli strati superficiali, mentre anche le parti del corpo dei topi hanno spesso uno spessore di centinaia di micron o addirittura di millimetri, rendendo a malapena possibile ottenere informazioni complete utilizzando tale tecnica.
Il sistema di imaging laser maculato è un importante metodo di identificazione nella medicina clinica
C'è stato un crescente interesse nell'utilizzo dell'imaging con contrasto di macchie laser (LSCI) come strumento per l'imaging del flusso sanguigno nella ricerca preclinica e nelle applicazioni cliniche. LSCI utilizza il contrasto intrinseco del tessuto derivante dalla diffusione dinamica della luce per offrire una tecnica relativamente semplice per visualizzare le dinamiche spaziotemporali dettagliate dei cambiamenti del flusso sanguigno in tempo reale.
La macchiolina laser è il modello di interferenza casuale prodotto quando la luce coerente si disperde da un mezzo che può essere ripreso su un rilevatore come una fotocamera. Il movimento delle particelle di dispersione, come i globuli rossi nel sistema vascolare, porta a variazioni spaziali e temporali nel modello maculato. L'analisi del contrasto maculato quantifica la varianza spaziale locale, o sfocatura, del modello maculato risultante dal flusso sanguigno.
Nel nostro laboratorio ci concentriamo sull'imaging cerebrale funzionale e utilizziamo l'LSCI per studiare le dinamiche del flusso sanguigno cerebrale (CBF). Il CBF è un importante parametro emodinamico nel cervello che può essere utilizzato per studiare eventi neurologici come ictus, depressione diffusa corticale e attivazione funzionale. Usiamo LSCI in modelli animali come strumento per comprendere meglio i meccanismi neurofisiologici alla base di questi eventi. In clinica, l’LSCI viene sfruttato come strumento di monitoraggio non invasivo per la neurochirurgia che potrebbe aiutare a ridurre il rischio di deficit del flusso sanguigno postoperatorio.
L'analisi del contrasto con macchie laser (LASCA), nota anche come imaging con contrasto con macchie laser (LSCI), è un metodo che visualizza istantaneamente la perfusione sanguigna del tessuto microcircolatorio. È una tecnica di imaging che combina alta risoluzione e alta velocità. Quando un oggetto viene illuminato dalla luce laser, la luce retrodiffusa formerà uno schema di interferenza costituito da aree scure e luminose. Questo modello è chiamato modello maculato. Se l'oggetto illuminato è statico, il motivo maculato è stazionario. Quando c'è movimento nell'oggetto, come i globuli rossi in un tessuto, il modello maculato cambierà nel tempo.
La nostra fabbrica
Guangzhou G-Cell Technology Co., Ltd. è un'impresa tecnologica innovativa fondata facendo affidamento sulla Tsinghua University Shenzhen Graduate School, sulla Southern University of Science and Technology e sulla South China Normal University, e ci concentriamo sull'applicazione della tecnologia di imaging ottico nel campo delle scienze della vita. Per le unità nelle direzioni applicative correlate, possiamo fornirvi apparecchiature e soluzioni professionali per l'imaging ottico. Disponiamo di una piattaforma sperimentale di test ottici completa e di un gruppo di giovani dorsali tecniche di alta qualità. Come combinazione transfrontaliera del settore delle apparecchiature di laboratorio e del settore Internet, l'azienda è impegnata a creare una nuova generazione di apparecchiature intelligenti da laboratorio.
Domande frequenti
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