激光散斑衬比成像技术在慢性脑缺血动物模型中的应用研究进展

激光散斑衬比成像技术采用可视化、可量化的方法实时动态测量组织或器官的微循环血流量。因其活体检测、实时成像及操作简单等优点,已在微循环检测的多个领域中应用。慢性脑缺血动物模型主要通过减少双侧颈总动脉向大脑输送血流量的方法造模,可造成脑供血长期不足。激光散斑衬比成像技术可通过对慢性脑缺血动物模型皮层脑血流量、侧支循环开放、神经血管耦合反应等进行观察分析,从而判断动物模型造模是否成功及干预方法对其的治疗效果。本文就激光散斑衬比成像技术在慢性脑缺血动物模型中的应用及其优缺点进行总结,以期为临床治疗和科研提供新思路。

基于激光散斑衬比成像技术对“头项寻列缺”经典理论的验证

目的观察针刺列缺穴对项背部皮肤表面血流量的变化,以验证“头项寻列缺”的经典针刺理论。方法应用激光散斑成像仪观察28例健康受试者在针刺列缺前后项背部皮肤表面血流量的变化。将受试者项背部划分为颈项部整体区域和大椎穴区、双侧大杼穴区、双侧百劳穴区,分别在针刺前、针刺即刻、进针5 min、出针即刻及出针后30 min检测上述区域皮肤血流的变化。结果颈项区、左大杼区、右大杼区血流量在进针5 min、出针即刻、出针30 min与进针前比均明显增加(P<0.05),大椎区血流量在进针5 min、出针即刻与进针前比均明显增加(P<0.05),右百劳区血流量在出针30 min与进针前比明显增加(P<0.05)。结论针刺列缺穴可以通过增加项背部及其附近相关穴位、尤其是大杼穴区域皮肤表面血流量,改善局部的组织代谢,从而使项背部气血运行恢复正常,有利于头项部位疾患的恢复,提示这可能是列缺治疗头项疾病的重要机制之一。

基于激光散斑衬比成像技术的脑血流分析

为了精确监测脑血管手术中术野范围内目标血管的流速及流量,研究了一种基于激光散斑衬比成像(Laser Speckle Contrast Imaging,LSCI)技术的脑血流分析方法,来确认血管吻合后血流的流通及脑部血流灌注情况。首先,搭建LSCI系统采集散斑图像,对它进行改进的时间衬比分析和伪彩色处理,得到血流速度图像来监测流速变化。其次,手动选取感兴趣区域的基准点截取感兴趣区域,对感兴趣区域图像预处理后利用改进的Canny算法提取血管边缘线并计算血管管径。最后,通过动物实验验证LSCI系统血流速度变化监测和血管管径测量功能的可靠性。实验结果显示改进的Canny算法将血管管径测量的相对误差降低到5.1%。基于LSCI技术的脑血流分析方法可监测血流速度变化,并测量得到血管的有效流通直径,结合激光多普勒血流仪可以实现术中血流流速及流量的精确监测。

应用激光散斑衬比成像探究牙龈生物型对正畸加力下牙龈血流变化的影响

目的:应用激光散斑衬比成像(laser speckle contrast imaging,LSCI)探究牙龈生物型对正畸加力下牙龈血流变化的影响。方法:招募24例符合纳入标准的受试者参与研究,包括薄龈型组12例,厚龈型组12例,随机在每例受试者上颌左侧或右侧的尖牙至第一磨牙间施加150 g的力,并在施力前、施力30 min、1 d、3 d、7 d、14 d分别使用LSCI动态监测施力侧尖牙区牙龈血流灌注。结果:组间比较,薄龈型组与厚龈型组各时间点的血流值比较均存在显著差异,厚龈型血流值显著高于薄龈型(P<0.05);组内比较,每组各时间点的血流值比较也存在显著差异(P<0.05),施力后,局部血流灌注在30 min~1 d内降至最小值,7 d左右上升至最大值,14 d时基本恢复到基线。在没有力值加载的静息状态下,游离龈与牙间乳头的血流值比较存在显著差异(P<0.05),游离龈血流值显著低于牙间乳头。结论:LSCI是正畸加力过程中实时监测牙龈血流灌注的良好工具,薄龈型血液供应显著低于厚龈型。

基于激光散斑衬比成像技术探寻原发性痛经患者足三阴经特异性反应穴位

目的:通过激光散斑衬比成像(LSCI)技术观察原发性痛经(PD)患者足三阴经不同穴位的血流灌注量(PU),探寻PD患者体表特异性反应穴位。方法:选择PD患者80名为PD组,正常女大学生80名作为正常组。在一个月经周期内(经前、经期、经后3 d),采用LSCI系统对每名受试者的双侧太溪、太白、太冲、水泉、地机、中都、三阴交、血海和非经非穴处进行PU检测。定位者、操作者和统计人员均不了解分组情况。结局指标为测试点的PU。结果:与正常组比较,经前PD组右侧太溪PU明显升高(P<0.05);经期PD组双侧中都和右侧地机的PU均升高(P<0.05)。其他时间点的两组各测试点PU均无统计学差异(P>0.05)。结论:与健康受试者相比,PD患者的太溪、地机、中都局部PU在月经周期的特定时期会出现特异性变化,可为临床针灸治疗PD提供选穴参考。

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。

激光散斑衬比成像技术在皮瓣移植术后血供监测中的应用

目的探讨用激光散斑衬比成像技术(LSCI)监测皮瓣移植术后的血流灌注情况、及时发现血管危象的方法和效果。方法 2020年6月-2020年12月,采用激光散斑成像仪测量皮瓣移植术后兴趣区域(ROI)的血流灌注值13例,患者平均年龄26.08岁,平均测量时间(144.23±43.01) h。描述血流灌注随时间变化的规律以及血管危象发生时的血流变化特点;以物理检查为金标准,探索该技术对血管危象诊断的阈值、敏感性和特异性,P<0.05为差异有统计学意义。结果本组皮瓣4例出现血管危象,3例经探查后成活,1例坏死;其余9例皮瓣顺利成活。皮瓣移植术后患者皮瓣血供正常时,血流灌注值在一定范围内波动,且不随时间有显著变化(F=0.602,P=1.000);当血管危象发生时,血流灌注值显著降低[分别为(54.72±13.10) PU和(35.75±8.58) PU,F=137.85,P<0.05]。用LSCI监测皮瓣移植术后血流灌注, 发生血管危象的血流灌注阈值为46.335 PU, 当血流灌注值小于该值时,可判断为皮瓣发生血管危象。此方法的敏感性为0.89,特异性为0.755。结论 LSCI能实时客观的反映皮瓣的血流灌注情况,尽管对血管危象诊断的有效性仍需大规模的临床数据支持,该技术在皮瓣血供监测方面存在巨大的应用潜能。

应用激光散斑成像技术比较颈型颈椎病患者和健康志愿者颈背部皮肤微循环特征

目的:利用激光散斑皮肤血流灌注成像技术测定颈型颈椎病患者颈背部皮肤微循环灌注量(MBPU),并与健康受试者比较,总结与颈型颈椎病相关的压痛敏化部位的皮肤微循环灌注特征规律。方法:对颈型颈椎病患者35例和健康受试者30例的颈、背部进行皮肤微循环灌注量测定和数据分析,比较两组颈侧上区块(C_(2)~C_(5)水平)、颈侧下区块(C_(6)~C_(7)水平)和背侧区块(T_(1)~T_(3)水平)的皮肤MBPU特征。结果:两组颈侧上区块平均MBPU高于颈侧下区块和背侧区块,颈侧上外区块平均MBPU高于颈侧上内区块,差异有统计学意义(P<0.01)。颈椎病组颈侧上区块内的高低微循环灌注量落差显著高于颈侧下区块和背侧区块(P<0.01)。与健康组比较,颈椎病组颈侧上区块、颈侧上外区块的皮肤平均MBPU升高(P<0.05)。结论:颈型颈椎病颈侧上区块具有高微循环灌注量和微循环灌注量高低落差较大的特征,可为颈型颈椎病敏化部位的定位提供借鉴;颈侧上外区块的高微循环灌注量特征,可为颈型颈椎病敏化部位提供更为精确的定位,为针灸临床精准治疗提供试验依据。

激光散斑衬比成像技术在针刺-微循环研究中的应用分析

针刺与微循环的关系密切,针刺可多途径、多环节、多层次、双向调节机体的微循环,使体内微循环趋于一个平衡状态。激光散斑衬比成像技术(LSCI)是近年来研究针刺影响微循环的新兴技术,本文通过对近年已发表的有关LSCI技术与针刺-微循环相关的文献进行整理分析,发现LSCI技术在经穴-脏腑与微循环、循经传感与微循环、非经非穴与微循环、特殊腧穴与微循环、不同针刺方法与微循环等方面已有良好应用。

激光散斑对比成像技术在疤痕疙瘩激光治疗中的应用研究

目的探讨激光散斑对比成像技术(Laser speckle contrast imaging,LSCI)在疤痕疙瘩激光治疗前后血流变化的监测作用。方法 20例疤痕疙瘩患者接受585 nm脉冲染料激光治疗前后分别接受LSCI照射,建立治疗前后疤痕疙瘩相对血流散斑流速指数(Speckle flow index,ΔSFI),比较ΔΔSFI与临床评分温哥华疤痕量表(Vancouver scar scale,ΔVSS)之间的联系。结果 20例患者治疗前VSS评分为8.20±2.93,治疗后VSS评分为6.45±2.19(P<0.05);治疗前ΔSFI为1.77±0.54;治疗后ΔSFI为1.43±0.41(P<0.05),ΔVSS与ΔΔSFI正相关(r=0.539,P=0.014 2)。结论 LSCI可客观量化的监测疤痕疙瘩治疗前后微循环血流变化,为评估疤痕疙瘩严重程度及治疗效果上提供了一种新的方法。

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。

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.

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。

激光散斑衬比成像在脑血流检测中的应用

该文研究并应用激光散斑衬比成像技术检测脑血管血流及其组织灌注量的变化情况。首先,通过仿体实验验证激光散斑衬比成像技术对不同血流速度的分辨能力,发现15 ms的相机曝光时间对于流速在1.7~6.8 mm/s范围内的血流成像检测是合适的。同时验证改进的时间衬比分析方法对血流分布图像可视化的改善作用。然后将该技术应用于亚低温对大鼠脑血流的影响实验中。实验结果表明,亚低温状态下大鼠脑血流流速相较于正常体温下降约37.98%,激光散斑衬比成像技术可有效检测出亚低温对大鼠脑血流的抑制作用,这对研究亚低温脑保护机制有积极意义。

激光散斑成像技术在脑科学研究中的应用

激光散斑衬比成像(laser speckle contrast imaging,LSCI)是一种非扫描式实时血流动力学成像技术,具有高分辨率、快速实时成像、非接触、仪器结构较简单等优势.尽管由于深度分辨率的限制,LSCI主要用于浅表组织测量,但其在神经疾病、皮肤病等领域的基础研究及临床应用中展现出良好的应用潜力.本文简要介绍了激光散斑衬比成像技术的基本原理与技术进展,综述其在脑卒中、吸毒成瘾、阿尔茨海默病等脑疾病及其他脑科学应用中的研究进展,并展望其发展前景.

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。

一种用于研究激光散斑血流成像方法的测试系统

激光散斑血流成像(laser speckle flowgraphy,LSFG)技术也称激光散斑衬比分析(laser speckle contrast analysis,LSCA)技术,该技术采用一种无需扫描的全场光学成像方法,可对血流变化进行定量分析。激光散斑衬比分析方法可分为空间衬比、时间衬比及时空联合衬比三种分析方法,但已有研究中缺乏对三种不同衬比分析方法的应用范围及处理结果准确性等因素的综合分析。通过采用含有TiO2悬浮颗粒的液体流经软管模拟生物体血液流动变化的实验,介绍了激光散斑成像技术原理,并对空间、时间及时空联合衬比分析方法进行了对比分析,实现对不同速度之间各种衬比运算结果的比较。实验结果表明,时空联合衬比分析方法相比于单纯的空间衬比或单纯的时间衬比测试范围广,在保证较高的时间分辨率和空间分辨率的同时,减少了数据处理的运算量,提高了散斑衬比的准确性。

激光散斑在运动损伤恢复效果检测中的应用

目前方法对运动损伤修复效果检测时,不能清晰获取运动员损伤处的图像,导致检测效果差、精度低,为此,提出应用激光散斑检测运动损伤恢复效果。利用脉冲红外热成像技术获取损伤处的图像,利用激光散斑计算原始图像的变形程度,通过图像的稀疏融合提取图像缺陷特征,结合二进制粒子群算法与混沌算法计算图像的缺陷特征;通过SVM分类器完成对损伤图像的分类,实现对运动员损伤恢复效果的检测。实验结果表明,该方法检测恢复效果的精度高、效果好,与实际损伤恢复效果之间偏差较小。

585 nm脉冲染料激光治疗鲜红斑痣前后激光散斑对比成像观察分析

目的本研究探讨激光散斑对比成像技术(LSCI)对585 nm脉冲染料激光治疗鲜红斑痣(PWS)前后的血流变化进行评价。方法选取20例PWS患者,给予585 nm脉冲染料激光治疗,治疗前、治疗后即刻及治疗后3个月分别接受3次LSCI检查,建立治疗前后PWS及正常皮肤血流散斑流速指数(SFI),治疗后3个月进行临床评估,并比较治疗前后PWSΔΔSFI与临床治疗疗效的相互联系。结果20例未治疗的PWS处SFI高于自身正常皮肤(P<0.01);治疗后皮损处即刻反应SFI下降,低于自身正常皮肤(P<0.001);治疗3个月后,皮损处SFI值仍高于正常皮肤,但较治疗前降低(P<0.05)。治疗前与治疗后PWS处ΔΔSFI与颜色消退正相关(r=0.72,P=0.013)。结论LSCI可客观量化监测PWS患者激光治疗前后微循环血流变化,是评估PWS治疗效果的一种有效、无创的检测方法。