Фотоакустический томограф Nexus 128

Томограф Nexus 128 – это полноценная установка для трехмерной фотоакустической компьютерной томографии, позволяющая проводить неинвазивную молекулярную визуализацию в рамках доклинических исследований (включая молекулярную визуализацию с контрастным усилением). Система поддерживает работу как с красителями, поглощающимися в ближнем ИК-диапазоне, так и с флуоресцентными зондами. Более того, Nexus 128 – это единственная доступная установка на рынке, обеспечивающая проведение трёхмерной фотоакустической визуализации.
 
Ключевые особенности системы:
• Предустановленные протоколы исследования биологии опухолей и поглощения флуоресцентных зондов;
• Гибкий “режим исследования”, позволяющий использовать расширенные параметры сканирования;
• Продвинутые алгоритмы реконструкции изображений;
• Простой и удобный графический пользовательский интерфейс;
• Компактные размеры, обеспечивающие лёгкую установку системы;
• Мощное программное обеспечение для просмотра снимков и анализа данных.
 
Фотоакустическая визуализация
Фотоакустическая визуализация – это мощный инструмент, обеспечивающий визуализацию анатомических структур, физиологических процессов и меченных молекулярных мишеней.

Фотоакустическая визуализация – метод исследования, сочетающий в себе преимущества световой (или оптической) микроскопии и ультразвуковой технологии. Такая комбинация позволяет получать снимки, отличающиеся высоким оптическим контрастом и высоким ультразвуковым разрешением при исследовании глубоко лежащих анатомических структур. Данная уникальная особенность даёт фотоакустической визуализации преимущества над другими методами исследования. Это особенно важно при необходимости в получении подробных анатомических и функциональных снимков, позволяющих лучше понять важнейшие механизмы развития заболевания, интересующего исследователя.
 
 
Области применения Nexus 128:
• Исследования поглощения и распределения молекулярных зондов;
• Исследование васкуляризации опухолей – определение концентрации гемоглобина в опухолевых тканях;
• Исследование влияния гипоксии на опухолевой процесс – определение SO2 в опухолевых тканях;
• Исследование перфузии тканей;
• Визуализация кровеносного русла;
• Фармакокинетические исследования;
• Спектральная визуализация.
 
Исследование поглощения молекулярных зондов
Nexus 128 – система неинвазивной визуализации, идеально подходящая для количественного исследования поглощения и распределения молекулярных зондов. Поддержка трехмерной визуализации обеспечивает улучшенную чувствительность по сравнению с томографами, отображающими только срезы. 

Система позволяет получать динамические (4D) фотоакустические изображения, дающие  исследователю возможность определять количественные параметры поглощения молекулярного зонда. Так как каждое изображение представлено в виде трехмерной картины, обеспечивается возможность лёгко определять пространственные вариации поглощения зонда по всему заданному объёму тканей.
 
Визуализация флуоресцентных зондов
Система Nexus 128 способна визуализировать флуоресцентные опухолевые зонды при различной длине волн. На снимках исследования, показанного ниже, отображается сигнал от гемоглобина, который позволяет определить, как распределяется флуоресцентный зонд в зависимости от васкуляризации тканей опухоли.
 

 
Поглощение зонда в тканях глиобластомы – в 4D
График, полученный с помощью ПО Endra, показывает поглощение молекулярного зонда при анализе данных 4D исследования. В данном случае наночастицы золота поглощаются ортотопической моделью глиобластомы у мыши. 3D данные фотоакустической визуализации получались с 15 минутным интервалом.

Данные изображения используются для молекулярной диагностики, в ходе которой применялись специфические молекулярные зонды, мишенью для которых являются ткани глиобластомы мыши. Последовательность изображения отображает поглощение препарата тканями мозга животного.
 

 
Количественная визуализация опухолей in vivo
Другой областью применения системы Nexus 128 является неинвазивное количественное исследование васкуляризации опухолей на мышиных моделях. В данном примере используется кровь в качестве эндогенного контраста. Таким образом получается томографические изображения кровеносных сосудов внутри раковых опухолей, которые в свою очередь формируют параметрические карты концентрации гемоглобина (СtHb). Отслеживая эти параметры с течением времени, исследователи получают инструмент для количественного исследования ответа опухолей на различные методы лечения.

Количественная оценка эффективности анти-ангиогенной терапии на мышиных моделях опухолей
Система Nexus 128 идеально подходит для количественного определения ответа на применение анти-ангиогенной терапии при имплантации раковых клеток линии MCF-7 в организм лабораторных животных.
 

 
Определение внутриопухолевой сосудистой гетерогенности
Получение мультиспектральных данных и спектральная обратная фильтрация данных
 

Концентрация гемоглобина и SaO2 в тканях опухоли
 

 
Параметрическая карта концентрации гемоглобина (слева) и сатурация кислородом (справа) в тканях опухоли отображает сосудистую гетерогенность образования

Технические характеристики

Возможности сканирования

При одной длине волны, при различных длинах волн, или динамическое сканирование (протоколы)

Источник лазерного излучения

Диапазон настройки длины волны: 680-950 нм

Частота повторения импульса: 20 Гц

3D детектор

Сетка из 128 отдельных приёмников акустического сигнала в виде полусферы (центральная частота 5 Мгц)

Система получения цифровых данных

128 канальная система получения цифровых данных получает информацию с каждого из 128 датчиков при каждом импульсе лазерного излучения без совместного использования каналов

Рабочая станция для анализа данных

Apple iMac с ПО OsiriX

Специальные плагины к ПО OsiriX Для количественного анализа данных

Размеры сканера

(91х97х71 см) ВхШхГ

Источник питания

240 В