IBIB/3

Nazwa labolatorium

Pracownia Optyki Biomedycznej

Lokalizacja:

IBIB PAN, ul. Ks. Trojdena 4, 02-109 Warszawa

Nazwa aparatury:

Systemy do wysoko-rozdzielczego obrazowania tkanki mózgowej

Opis aparatury:

Systemy do wysoko-rozdzielczego obrazowania tkanki mózgowej, wykorzystujące techniki spektroskopii w bliskiej podczerwieni (ang. near infrared spectroscopy – NIRS) i tomografii optycznej o wysokiej gęstości fotonów (ang. high density diffuse optical tomography – HD-DOT):

System do pomiarów właściwości optycznych tkanek i struktur optycznie mętnych, składający się z przestrajalnego lasera Ti:Sa generującego femtosekundowe impulsy świetlne z zakresu 710-920 nm MaiTai (Spectra Physics, USA) oraz układu detekcyjnego do pomiaru czasu przelotu pojedynczych fotonów opartego na jedno fotonowej diodzie lawinowej (ang. single photon avalanche diode – SPAD).
Czasowo-rozdzielczy system optyczny do obrazowania parametrów hemodynamicznych mózgu, wyposażony w impulsowe głowice laserowe o pikusekundowym czasie trwania impulsu oraz 8 kanałów detekcyjnych dla pomiarów reflektancji dyfuzyjnej oraz fluorescencji z torami do skorelowanego w czasie zliczania pojedynczych fotonów (Becker&Hickl, Germany).
Czasowo rozdzielczy system do obrazowania mózgu wyposażony w ultraszybką, czasowo-rozdzielczą kamerą CCD ze wzmacniaczem obrazu (LaVision, Germany).
Czasowo-rozdzielczy system optyczny do pomiarów zmian utlenowania mózgu prowadzonych dla wielu długości fali świetlnej, wyposażony w laserowe źródło światła typu „supercontinuum” (Fianium, Wielka Brytania) oraz
16-kanałowy układ detekcyjny, składający się z polichromatora oraz
16-anodowego fotopowielacza (Becker&Hickl, Niemcy) oraz elektroniki do skorelowanego w czasie zliczania pojedynczych fotonów.
System do wysokorozdzielczej optycznej tomografii dyfuzyjnej umożliwiający obrazowanie struktury kory mózgowej głowy.

Wykorzystanie:

Systemy do wysoko-rozdzielczego obrazowania tkanki mózgowej umożliwiają oszacowanie zmian utlenowania tkanki mózgowej. Wykorzystując pomiar atenuacji światła przechodzącego przez tkanki głowy, dla 2 długości fali, można wyznaczyć zmianę współczynnika absorpcji a następnie zmianę stężenia hemoglobiny utlenowanej i zredukowanej (długość fali: 750 nm, 850 nm). Obecnie systemy dysponują kombinacją 16 źródeł oraz 12 detektorów rozmieszczanych na powierzchni głowy, co umożliwia obrazowanie np. ośrodka wzrokowego kory mózgowej. Docelowo systemy będą umożliwiały obrazowanie całej głowy. Analiza sygnału dla różnych kombinacji odległości źródło-detektor umożliwiają oszacowanie utlenowania dla różnych głębokości. System HD-DOT wyposażony jest w 8-metrowe, nieferromagnetyczne wiązki światłowodowe, pozwala to na przeprowadzenie równoczesnych pomiarów w środowisku fMRI.

Rodzaje usług świadczonych na aparaturze:

Bezkontrastowa angiografia oraz obrazowanie perfuzji metodą znakowania spinów krwi tętniczej (ang. arterial spin labeling, ASL): generowanie map zmian mózgowego przepływu krwi (ang. cerebral blood flow, CBF), zmian mózgowej objętości krwi (ang. cerebral blood volume, CBV), średniego czasu przejścia środka kontrastującego (ang. mean transit time, MTT), zmian utlenowania tkanki mózgowej (zmian stężeń hemoglobiny utlenowanej i zredukowanej),
Obrazowanie zależne od dyfuzji (ang. diffusion weighted imaging, DWI), do 256 kierunków, b ≤ 10 000 s/mm².