激光散斑血流成像技术用于中医理论实验教学的探索

“读经典,做临床”一直以来被视为是中医成才的基本道路,在中医学专业人才培养中举足轻重。但是,随着中医药现代化的发展,亦急需大量科学实验研究的综合型人才。因此,深化中医学基础课程的实验教学改革,对强化学生的实践能力、培养学生的科研创新能力就显得尤为重要。文章从教学实践出发,以激光散斑血流成像技术运用于中医“寒凝血瘀”理论的实验教学为例,通过引导学生观察在室温及寒、热刺激下小鼠耳廓微循环的血液运行,使学生能更好地理解中医寒、热病机理论,将抽象的中医理论可视化、数字化呈现。据此可知,通过实验教学不仅有利于加深中医学专业学生对中医经典理论知识的理解,而且有利于提高学生的专业素质和综合能力。

高灰度级高分辨率激光散斑血流实时成像研究

激光散斑对比成像是一种大测量范围、实时、高分辨率的光学成像方法.现有研究表明,低灰度级(8位)低分辨率(752像素×480像素)照相机可以有效监测血液等散射介质流动,但散粒噪声大、有效成像区域小等缺点难以通过软件弥补,严重影响成像质量.使用高灰度级(16位)高分辨率(2 048像素×2 048像素)照相机监测血液流动会减慢单帧成像速度,并行计算能使图像处理时间减少1/3.研究借助动物血液流动实验,以成像速度与成像质量为评价标准,对比分析高灰度级高分辨率空间激光散斑对比成像与空间近似激光散斑对比成像(sLSCIa)、时间激光散斑对比成像(tLSCI)的结果.结果表明,高灰度级高分辨率空间激光散斑对比成像并行计算兼顾成像质量与成像速度,可以达到临床实时监测血液流动要求.

应用激光散斑对比成像技术监测大鼠肝脏缺血再灌注前后的微循环血流变化

目的:应用激光散斑对比成像(LSCI)技术监测大鼠入肝血流阻断前后肝脏微循环血流变化。方法:将成年雄性Wistar大鼠随机分为假手术组(n=5)和阻断入肝血流组(n=8),实施尾叶转流法90%全肝血流阻断,并于阻断入肝血流前后和复流后,应用moorFLPI-2LSCI系统分别进行肝左叶、左中叶和右中叶表面微循环血流量测量及组织形态学观察,并与假手术组进行对照分析。结果:假手术组和阻断入肝血流组阻断前的肝脏微循环血流量分别为(882.11±103.78)LSPU和(855.61±117.58)LSPU(P>0.05),阻断入肝血流使肝脏微循环血流量下降至(464.97±92.20)LSPU(P<0.05),复流后进一步下降至(336.46±29.33)LSPU(P<0.05),而假手术组肝微循环血流量无明显变化。阻断入肝血流后大鼠肝左叶微循环血流量(395.24±75.48)LSPU明显低于左中叶(511.70±116.98)LSPU和右中叶(519.94±101.49)LSPU(P均<0.05)。缺血再灌注大鼠肝脏主要表现为肝窦大量充血和肝细胞核固缩及变性坏死。结论:LSCI技术能够准确评估入肝血流阻断导致的肝脏微循环血流变化,反映肝脏缺血再灌注损伤造成的微循环障碍,可用于肝外科手术中入肝血流控制的监测和肝脏微循环研究。

基于激光散斑血流成像技术的压力性溃疡评估装置在重症患者压疮早期预防中的临床价值研究

目的:探讨基于激光散斑血流成像(LSCI)技术的压力性溃疡评估装置对重症监护室(ICU)患者压疮(PU)早期诊断和预防的作用,为临床早期PU诊断及标准化管理提供依据。方法:选取医院收治的323例入住ICU>48 h的重症患者,运用压力性溃疡评估装置对所有重症患者进行同质化早期诊断评估,根据实时质量监控数据,比较该评估装置应用前后ICU医务人员PU防范管理相关质量控制指标的运行情况;对比分析PU低危和高危患者骶尾部皮肤早期预测准确率,ICU医务人员PU早期预防举措正确率以及PU现患率等。结果:应用基于LSCI技术的压力性溃疡评估装置后,ICU的PU低危和高危人群骶尾部皮肤早期预测准确率分别提高至85.19%和87.50%,ICU医务人员采取的PU早期预防举措的正确率提高至83.33%,阶段性现患率降低至0.31%,与应用前比较差异均有统计学意义(x^(2)=6.291,x^(2)=8.204,x^(2)=7.523,x^(2)=10.104;P<0.05)。结论:基于LSCI技术的压力性溃疡评估装置具有测量区域大、特征参数直观、速度快等优点,在早期PU诊断中有效的避免了测量评估的盲目性,该装置的应用可以对重症患者PU防护质量和管理水平的提高提供确切帮助。

基于激光散斑对比成像技术的化痰通络法对脑梗死大鼠脑血流的影响

目的:观察化痰通络法对急性脑梗死大鼠脑血流的影响,为揭示其治疗脑梗死的作用机制提供部分实验依据。方法:将27只SD大鼠随机分为假手术组、模型组和中药组,采用线栓法制备MCAO模型,各组采用灌胃给药。在相应时间点采用激光散斑对比成像(LSCA)系统采集图像,计算相对脑血流速度。结果:LSCA显示,造模1 d后大鼠脑血流速度下降明显;中药组在3 d时即见明显血流增加,7 d时血流速度明显加快;数据显示,中药组脑血流在1 d亦明显降低,但在3 d时明显增高,且明显高于模型组;7 d时中药组脑血流速度继续升高,明显高于模型组和假手术组。结论:化痰通络法复方可明显提升脑梗死大鼠脑血流速度,这可能有助于改善模型大鼠神经功能缺损症状。

激光散斑血流成像技术在周围性面瘫中的初步应用

目的探讨激光散斑血流成像技术在检测周围性面瘫患者面部血流灌注方面的价值。建立周围性面瘫患者面部血流灌注的评估标准、阐明面部微循环状态与面神经功能之间的关系。材料与方法选取30例健康受试者和2015年4月至2016年12月在我科诊治的周围性面瘫患者87例,行面部激光散斑血流检测,选定四个检查区域,分别为眼周、面颊中0部、嘴角及鼻唇沟,测出监测区域血流灌注值(BP,Blood Perfusion),并通过公式计算(R=(BP患-BP健)/BP健)得出相应部位血流变化率。结果 1.通过对正常人面部血流差异性分析,发现眼周、脸颊以及鼻唇沟部位都可以作为面部血流灌注差异性分析的代表性监测部位。2.选定眼周部位与脸颊部位,亨特综合征组、贝尔面瘫组相比正常组血流变化率存在显著减少,但亨特综合征组和贝尔面瘫组之间差异无统计学意义。3.相比正常组,重度面瘫患者在整个发病时间内眼周部位的血流灌注变化率均存在显著减少,且发病时间超过2个月的面瘫患者较发病时间在1至2个月的患者眼周部位血流灌注变化率存在显著减少。4.发病时间在1个月至2个月的周围性面瘫患者较正常组脸颊部位的血流灌注变化率减少。5.在鼻唇沟部位,重度面瘫患者在发病1月内较正常组血流灌注变化率差异具有统计学意义,且在发病时间超过2个月后,鼻唇沟部位的血流灌注变化率较发病1个月之内升高。6.在眼周部位,中度面瘫组、重度面瘫组较正常组血流变化率均减少,重度面瘫组较中度面瘫组血流变化率减少。且周围性面瘫患者SunnyBrook评分越低,眼周血流变化率越小。结论眼周部位在周围性面瘫面部血流检测方面更加敏感、显著、稳定。周围性面瘫患者面部的确存在血流灌注的减少,且面神经损伤程度越重,患侧血流灌注越少,贝尔面瘫与亨特综合征这两种不同病因所致的周围性面瘫面部血流改变无明显差异。

激光散斑血流成像对中医理疗功效的检测

为了获得更加准确的中医理疗功效检测结果,根据中医经络的气血和人体皮肤微循环密切相关的理论,提出了一种基于散斑血流成像的检测方法。对检测过程中由于被测对象身体抖动等因素产生的图像信噪比下降问题进行研究和改进,并通过软管模拟实验对成像系统的稳定性进行验证。然后,对10名健康志愿者的内关穴或外关穴进行艾灸实验,以血流灌注指数为检测指标,采用散斑血流成像系统对手部不同经络的穴位及非穴位检测点进行检测。实验结果表明:艾灸后,在艾灸点所在经络上的穴位检测到的血流灌注指数增加比其它穴位点高20%。激光散斑血流成像系统能够对理疗过程中皮肤血流变化予以大视角的成像,此方法在中医理疗功效检测中具有有效性。

激光散斑衬比血流成像关键技术及应用研究进展

激光散斑衬比血流成像(LSCI)是一种利用激光散斑强度的时空统计特性来实现活体组织血流监测的全场光学成像技术,在临床诊断和生命科学等研究领域具有重要的应用价值。本文在介绍LSCI基本原理的基础上,重点对高信噪比LSCI、高分辨率LSCI、高精度LSCI、大成像深度LSCI和新型LSCI系统等关键技术及其应用的研究进展进行综述。首先,综述了各向异性滤波、特征值分解和变换域滤波的高信噪比LSCI技术,并总结了以运动伪影校正、失焦模糊校正和非均匀光强校正为目标的高分辨率LSCI技术的研究现状;然后,以实现高精度LSCI为目标,从静态散射光校正、定量LSCI技术和新型散斑衬比成像算法等方面阐述了高精度LSCI技术的研究进展;最后,总结大成像深度LSCI技术的发展现状与进展,介绍新型LSCI系统及其应用的最新研究成果,并对LSCI技术未来的发展方向和应用功能拓展进行总结和展望。

激光散斑血流成像技术在周围性面瘫中的应用

周围性面瘫是临床常见疾病，面神经功能异常导致其所支配的面部表情肌逐渐萎缩，但是否存在面部微循环功能改变尚无明确说法。激光散斑血流成像技术以其无创性、适应范围广、操作简单、实时监测等优点在浅表组织微循环血流灌注的动态监测方面有着明显优势。应用激光散斑血流成像技术检测周围性面瘫患者面部血流灌注情况对于阐明面瘫患者微循环改变的评估标准、发病机制以及微循环状态对面神经功能恢复的影响等方面均有重要意义。

基于微流控血管模型的血流动力学实验教学平台建设

微流控技术可以构建复杂的微通道网络结构,通过在微米尺度上对微流体进行定量调控,能够在体外模拟体内微血管中的血流情况。该文首先基于微流控芯片建立了微血管模型,然后结合激光散斑血流成像系统,建设了血流动力学实验教学平台,平台可以开设微血管结构设计、血流动力学数值模拟、体外微血管血流动力学等多种教学实验。平台针对依赖动物模型的相关实验产生的难以重复、缺少定量控制、实验耗时长等问题,提供了解决方案,拓展了微流控技术在实验教学中的应用,是培养学生良好的科研素质、实验操作技能和创新思维的重要途径。

急性心肌缺血家兔相关腧穴敏化的激光散斑成像观察

目的:探讨特定疾病状态下相关腧穴局部微循环的功能变化,初步阐明腧穴敏化在组织微循环层面的具体内涵。方法:雄性新西兰兔随机分为正常(N)组、假手术(S)组及急性心肌缺血(A)组;于实验第0天进行模型制备相关手术,于实验第7天采用球囊加压法进行模型制备。于实验第0、7、8天,采用免疫抑制法检测各组家兔血清肌酸激酶同工酶(CK-MB)水平,采用激光散斑血流成像技术监测各组家兔双侧内关、神门及心俞穴微循环血流灌注量。结果:实验第0、7天各组家兔血清CK-MB水平、双侧内关、神门及心俞穴血流灌注量组间比较均未见显著性差异。第8天,较之N组及S组,A组血清CK-MB水平、双侧内关及心俞穴血流灌注量显著升高(P<0.01,P<0.05),双侧神门穴血流灌注量则未见显著性差异。结论:腧穴敏化伴随局部血流灌注量增加,这可能是腧穴敏化在组织微循环层面的重要机制之一。特定疾病状态下的腧穴敏化具有腧穴特异性,相关腧穴的微循环血流灌注量能够有效反映疾病状态。

电针合谷、曲池穴对痤疮患者面部微循环血流灌注量的影响

目的观察电针合谷、曲池穴对痤疮患者面部微循环血流灌注量(MBPU)的影响。方法选取16名痤疮患者作为受试者,同时电针受试者双侧的合谷、曲池穴,采用激光散斑血流成像仪检测受试者电针前、电针时和电针后3个时间点的面部MBPU并进行比较。结果与电针前比较,电针时、电针后受试者面部MBPU均明显升高,差异有统计学意义(P<0.05);电针后受试者面部MBPU稍高于电针时,但差异无统计学意义(P>0.05)。结论电针合谷、曲池穴可使痤疮患者面部MBPU升高,改善面部血液循环,增强新陈代谢,进而提高患者面部皮肤的修复能力。

大鼠蛛网膜下腔出血后透明颅窗的建立及脑皮层血流的研究

目的建立大鼠蛛网膜下腔出血透明颅窗模型对蛛网膜下腔出血后脑皮层血流进行连续7d动态监测.方法 30只SD雄性大鼠随机分为正常对照组(n=10)、盐水组(n=10)和注血组(n=10);枕大池二次注入自体非抗凝尾动脉血0.3ml并使用硅基聚二甲基硅氧烷制成的透明柔性材料,建立蛛网膜下腔出血透明颅窗观察模型;运用激光散斑成像系统监测颅窗内脑皮层血流的7d动态变化.应用SPSS 20.0统计软件分析,计量资料以均值±标准差(Mean±SD)表示,符合正态分布组间比较采用单因素方差检验;非正态分布采用多组样本Kruskall-Wallis非参检验.结果 27只大鼠可清楚实现成像;SAH后脑皮层血流速度出现下降,较对照组、盐水组差异有统计学意义(P<0.01),SAH后脑皮层第3、5、7天血流速度百分比依次为(83.20±4.16)%、(64.00±3.05)%、(75.70±3.79)%,第5天较第3、7天差异有统计学意义(P<0.01);SAH后脑皮层血流灌注量出现下降,较对照组、盐水组差异有统计学意义(P<0.05),SAH后第3、5、7天脑皮层血流灌注量百分比依次为(75.40±4.18)%、(31.80±5.34)%、(68.90±6.31)%,第5天较第3、7天差异有统计学意义(P<0.01).结论通过使用新型柔性透明材料建立的蛛网膜下腔出血透明颅窗成像模型,联合激光散斑成像技术可以清楚地监测到大鼠蛛网膜下腔出血后脑皮层血流速度和脑皮层血流灌注量出现下降,第5天为下降高峰,第7天开始恢复,为研究蛛网膜下腔出血后急性和亚急性期病理生理改变提供了一种新的方法.

原发性痛经患者任、督、冲三脉经穴体表微循环研究

目的:采用激光散斑血流成像技术观察原发性痛经患者任、督、冲三脉经穴体表微循环,为针灸治疗原发性痛经提供选穴依据。方法:招募月经周期规律的健康女大学生(正常组)99名和原发性痛经女大学生(痛经组)94名。经前、经期第1天和月经结束后第3天,采用激光散斑血流成像技术观察两组受试者任脉腹部经穴(阴交、气海、石门、关元、中极、曲骨)、冲脉交会腧穴(双侧肓俞、中注、四满、气穴、大赫、横骨)、督脉腰骶部经穴(悬枢、命门、腰阳关、腰俞)及2个非经非穴体表微循环。结果:经前,痛经组和正常组穴位体表血流灌注量比较,差异无统计学意义(P>0.05);经期第1天,痛经组悬枢、命门、腰阳关和右侧肓俞体表血流灌注量大于正常组(P<0.05,P<0.01);月经结束后第3天,痛经组右侧横骨体表血流灌注量小于正常组(P<0.05)。结论:原发性痛经患者经期第1天督脉悬枢、命门、腰阳关和冲脉交会腧穴右侧肓俞,月经结束后第3天冲脉交会腧穴右侧横骨体表血流灌注量异常,可为原发性痛经的针灸选穴提供依据。