Device and algorithm for oxygenation quantification in the brain

大脑氧合定量装置和算法

基本信息

  • 批准号:
    526380-2018
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 1.82万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    加拿大
  • 项目类别:
    Engage Grants Program
  • 财政年份:
    2018
  • 资助国家:
    加拿大
  • 起止时间:
    2018-01-01 至 2019-12-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Oxygenation, a measure of oxygen carried in the blood, is an important biomarker because brain activity**induces local changes in it. Thus, it reflects brain energy metabolism and is widely used in animal models to**monitor neuronal activity and to investigate neurovascular coupling, the relationship between electrical and**vascular activity. Radiological methods to measure oxygenation, e.g. functional magnetic resonance imaging**(fMRI) and positron emission tomography (PET), are costly and require animals to be restricted or**anesthetized, greatly limiting the scope of studies. Optical methods like near-infrared spectroscopy (NIRS) and**intrinsic optical signal imaging (IOSI), have reduced spatial resolution or limited depth penetration.**This research aims to develop optical techniques and a device for quantifying oxygenation from a**highly-localized volume in the deep brain structures of freely-moving rodents. We propose using reflectance**spectroscopy with a single fiber probe to deliver and collect light in the brain area of interest. Depth penetration**is achieved by stereotaxically implanting the fiber probe. We will select a few illumination wavelengths which**optimize the separation between chromophores and provide optimized sensitivity to functional changes. A**lock-in amplifier along with frequency-modulated multi-wavelength illumination will be used to reconstruct**spectral information of the reflected light. An empirical model based on Monte Carlo simulations will be used**to extract the oxygenation and other hemodynamic parameters from the spectra. The system will be**characterized and verified in a custom designed optical phantom.**The proposed study will create a new device enabling oxygenation measurements in a very localized volume**over time at any depth in freely-moving animals. It will allow functional monitoring of hemodynamics when**the animal is in a more natural state, compared to restrained or anesthetized. When combined with other optical**monitoring modalities, e.g., fiber photometry, the proposed system can be used to correct for hemodynamic**artifacts, which can corrupt other optical signals.
氧合是血液中氧含量的一种量度,是一种重要的生物标志物,因为大脑活动 ** 会引起局部氧含量的变化。因此,它反映了大脑的能量代谢,并被广泛用于动物模型中,以 ** 监测神经元活动,并研究神经血管耦合,即电活动和血管活动之间的关系。测量氧合的放射学方法,例如功能性磁共振成像(fMRI)和正电子发射断层扫描(PET),成本很高,需要限制动物或麻醉动物,极大地限制了研究范围。光学方法,如近红外光谱(NIRS)和 ** 内在光学信号成像(IOSI),具有降低的空间分辨率或有限的深度穿透。这项研究旨在开发光学技术和设备,用于量化自由移动啮齿动物脑深部结构中高度局部化体积的氧合。我们建议使用反射 ** 光谱与一个单一的光纤探头提供和收集光在大脑区域的利益。通过立体定位植入光纤探针实现深度穿透 **。我们将选择几个照明波长,这些波长 ** 优化发色团之间的分离,并提供对功能变化的优化灵敏度。将使用 ** 锁相放大器沿着频率调制的多波长照明来重建反射光的 ** 光谱信息。将使用基于蒙特卡罗模拟的经验模型 ** 从光谱中提取氧合和其他血液动力学参数。系统将在定制设计的光学体模中进行 ** 表征和验证。**这项拟议的研究将创建一种新的设备,使氧合测量在一个非常局部的体积 ** 随着时间的推移,在任何深度的自由移动的动物。当 ** 动物处于比束缚或麻醉状态更自然的状态时,它将允许对血流动力学进行功能监测。当与其他光学 ** 监测模式结合时,例如,光纤测光,所提出的系统可以用于校正血液动力学伪影,其可以破坏其他光学信号。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Murari, Kartikeya其他文献

Wireless Micropower Instrumentation for Multimodal Acquisition of Electrical and Chemical Neural Activity
A clinically relevant selective ERK-pathway inhibitor reverses core deficits in a mouse model of autism.
  • DOI:
    10.1016/j.ebiom.2023.104565
  • 发表时间:
    2023-05
  • 期刊:
  • 影响因子:
    11.1
  • 作者:
    Murari, Kartikeya;Abushaibah, Abdulrahman;Rho, Jong M.;Turner, Ray W.;Cheng, Ning
  • 通讯作者:
    Cheng, Ning
Increased illumination uniformity and reduced photodamage offered by the Lissajous scanning in fiber-optic two-photon endomicroscopy
  • DOI:
    10.1117/1.jbo.17.2.021108
  • 发表时间:
    2012-02-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.5
  • 作者:
    Liang, Wenxuan;Murari, Kartikeya;Li, Xingde
  • 通讯作者:
    Li, Xingde
Multiexposure laser speckle contrast imaging of the angiogenic microenvironment
  • DOI:
    10.1117/1.3582334
  • 发表时间:
    2011-05-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.5
  • 作者:
    Rege, Abhishek;Murari, Kartikeya;Thakor, Nitish V.
  • 通讯作者:
    Thakor, Nitish V.
VLSI Potentiostat Array With Oversampling Gain Modulation for Wide-Range Neurotransmitter Sensing

Murari, Kartikeya的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Murari, Kartikeya', 18)}}的其他基金

Tools and Techniques for Electrical and Optical Stimulation and Recording from the Nervous System
神经系统电和光刺激和记录的工具和技术
  • 批准号:
    RGPIN-2018-04323
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 1.82万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Tools and Techniques for Electrical and Optical Stimulation and Recording from the Nervous System
神经系统电和光刺激和记录的工具和技术
  • 批准号:
    RGPIN-2018-04323
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 1.82万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Tools and Techniques for Electrical and Optical Stimulation and Recording from the Nervous System
神经系统电和光刺激和记录的工具和技术
  • 批准号:
    RGPIN-2018-04323
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 1.82万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Tools and Techniques for Electrical and Optical Stimulation and Recording from the Nervous System
神经系统电和光刺激和记录的工具和技术
  • 批准号:
    RGPIN-2018-04323
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 1.82万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Tools and Techniques for Electrical and Optical Stimulation and Recording from the Nervous System
神经系统电和光刺激和记录的工具和技术
  • 批准号:
    RGPIN-2018-04323
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 1.82万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Optical Systems and Image Sensors for Imaging in Freely-Moving Animals
用于自由移动动物成像的光学系统和图像传感器
  • 批准号:
    418976-2012
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 1.82万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Optical Systems and Image Sensors for Imaging in Freely-Moving Animals
用于自由移动动物成像的光学系统和图像传感器
  • 批准号:
    418976-2012
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 1.82万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Optical Systems and Image Sensors for Imaging in Freely-Moving Animals
用于自由移动动物成像的光学系统和图像传感器
  • 批准号:
    418976-2012
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 1.82万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Optical Systems and Image Sensors for Imaging in Freely-Moving Animals
用于自由移动动物成像的光学系统和图像传感器
  • 批准号:
    418976-2012
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 1.82万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Optical Systems and Image Sensors for Imaging in Freely-Moving Animals
用于自由移动动物成像的光学系统和图像传感器
  • 批准号:
    418976-2012
  • 财政年份:
    2013
  • 资助金额:
    $ 1.82万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual

相似国自然基金

热力耦合方程组的并行多尺度算法
  • 批准号:
    11301329
  • 批准年份:
    2013
  • 资助金额:
    22.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
毫米波封装系统中高效、高精度的滤波器建模方法研究
  • 批准号:
    61101047
  • 批准年份:
    2011
  • 资助金额:
    25.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
超定偏微分方程组的几何研究与几何应用
  • 批准号:
    11171069
  • 批准年份:
    2011
  • 资助金额:
    40.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
动态环境下分布式自动服务组合的性能优化
  • 批准号:
    61070027
  • 批准年份:
    2010
  • 资助金额:
    32.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
典型团簇结构模式随尺度变化的理论计算研究
  • 批准号:
    21043001
  • 批准年份:
    2010
  • 资助金额:
    10.0 万元
  • 项目类别:
    专项基金项目
枢纽港选址及相关问题的算法设计
  • 批准号:
    71001062
  • 批准年份:
    2010
  • 资助金额:
    17.6 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
低纬度边缘海颗粒有机碳的卫星遥感算法研究
  • 批准号:
    41076114
  • 批准年份:
    2010
  • 资助金额:
    54.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
多跳无线 MESH 网络中 QoS 保障算法的研究设计和性能分析
  • 批准号:
    60902041
  • 批准年份:
    2009
  • 资助金额:
    20.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
多Agent系统联盟形成机制和算法的研究
  • 批准号:
    60573076
  • 批准年份:
    2005
  • 资助金额:
    23.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

Predicting ECMO NeuroLogICal Injuries using mAchiNe Learning (PELICAN)
使用机器学习预测 ECMO 神经损伤 (PELICAN)
  • 批准号:
    10719312
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 1.82万
  • 项目类别:
Smartphone-based optical scanner to physiologically assess diabetic foot ulcers
基于智能手机的光学扫描仪可对糖尿病足溃疡进行生理评估
  • 批准号:
    10503651
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 1.82万
  • 项目类别:
Smartphone-based optical scanner to physiologically assess diabetic foot ulcers
基于智能手机的光学扫描仪可对糖尿病足溃疡进行生理评估
  • 批准号:
    10680499
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 1.82万
  • 项目类别:
Advanced Technologies - National Center for Image Guided Therapy (AT-NCIGT)
先进技术 - 国家影像引导治疗中心 (AT-NCIGT)
  • 批准号:
    10326345
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 1.82万
  • 项目类别:
Development of a Bio-tissue Oxygenation Nanophosphor Enabled Sensing (BONES) system for Quantifying Hypoxia in Bone Marrow
开发用于量化骨髓缺氧的生物组织氧化纳米磷传感 (BONES) 系统
  • 批准号:
    10255544
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 1.82万
  • 项目类别:
Advanced Technologies - National Center for Image Guided Therapy (AT-NCIGT)
先进技术 - 国家影像引导治疗中心 (AT-NCIGT)
  • 批准号:
    10540773
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 1.82万
  • 项目类别:
Development of a Bio-tissue Oxygenation Nanophosphor Enabled Sensing (BONES) system for Quantifying Hypoxia in Bone Marrow
开发用于量化骨髓缺氧的生物组织氧化纳米磷传感 (BONES) 系统
  • 批准号:
    10573284
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 1.82万
  • 项目类别:
Advanced Technologies - National Center for Image Guided Therapy (AT-NCIGT)
先进技术 - 国家影像引导治疗中心 (AT-NCIGT)
  • 批准号:
    10090279
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 1.82万
  • 项目类别:
Development of a Bio-tissue Oxygenation Nanophosphor Enabled Sensing (BONES) system for Quantifying Hypoxia in Bone Marrow
开发用于量化骨髓缺氧的生物组织氧化纳米磷传感 (BONES) 系统
  • 批准号:
    10408542
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 1.82万
  • 项目类别:
Validation of a Virtual Reality Floor Maze Test to Detect Early Signs of Cognitive Impairment
验证虚拟现实地板迷宫测试以检测认知障碍的早期迹象
  • 批准号:
    10214391
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 1.82万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了