Denna studie introducerar en ny teknik för mätning och analys av omväxlande hastigheter av blod mikrocirkulation i en enda experiment med hjälp av en laser speckle kontrast imager.
Den laser speckle kontrast imager (LSCI) ger en kraftfull men ändå enkel teknik för att mäta blodcirkulationens blodflödet. Perfekt för blod dynamiska svar, LSCI används på samma sätt som en konventionell Laser Doppler Imager (LDI). Dock med ett högsta huden djup på ca 1 mm, är LSCI utformad med inriktning på främst ytliga blodflödet. Används för att mäta hud ytor av upp till 15 x 20 cm. Den nya tekniken introducerades i detta papper konton för omväxlande hastigheter på microcirculations; dvs både långsamma och snabba flöde flux mätning med hjälp av LSCI. Den ny tekniken övervinner också LSCIS största brist, som är hög känslighet artefakt rörlighet. En självhäftande ogenomskinlig patch (AOP) införs för tillfredsställande inspelning av blodcirkulationens blodflödet, genom att subtrahera LSCI signalen från AOP från lasersignal speckle hud. Optimal inställning definieras också eftersom LSCI är mest kraftfulla när flux förändringar mäts i förhållande till en referens originalplan, med blod blodcirkulationens flux uttryckt som en procentandel från baslinjen. Dessa förändringar kan användas för att analysera status för blod flöde systemet.
Laser Speckle kontrast Imaging (LSCI) är en beprövad icke-kontakt, realtid övervakning metod för att analysera blod flöde mikrocirkulationen1,2,3,4,5,6 , 7. the LSCI används i denna uppsats är moorFLPI hela området. Mätning av flöde blodgenomströmning i stora områden med hög rumsliga och temporal upplösning med hjälp av ett fenomen som kallas ”laser speckle” är en av de främsta fördelarna med denna enhet6. Realtid bedömning av mikrocirkulationen sker genom fångade mönster via en kamera som använder spridda speckle mönster. Med tanke på att moorFLPI LSCI är avsedd för kliniska och fysiologisk forskning, fungerar bildbehandling programvara på det faktum att hög perfusion producerar snabb variation i mönstret laser speckle, som sedan integreras genom debiteras kopplad enhet (CCD) att producera ett område med låg kontrast8. Kontrasten är kvantifierad och resulterande ljusflödet är färgkodade för att producera en perfusion bild8.
Tyvärr, LSCI är mycket känslig för miljömässiga vibrationer, artefakt och rörelse av föremål område9. Hittills detta har lämnat utmanande när växlande flöde stater har studerats. Denna uppsats förklarar Detaljer av explicit tekniken beskrivs i en senare studie10 där en neuromuskulär elektrisk stimulering enheten användes för att mäta blod mikrocirkulation när det fanns rörlighet av den kroppsdel som undersöks.
Syftet med denna studie var att införa en ny teknik för mätning och analys av omväxlande hastigheter av blod mikrocirkulation i en enda experiment med hjälp av LSCI. Mätningarna kan påverkas av omgivande ljus, vibrationer och deltagare rörelse inklusive andas och ryckningar. Stegen i protokollet har alla utformats för att minimera dessa effekter och erhålla pålitliga och repeterbara mätningar av blod mikrocirkulation.
Det betonas att varje steg inom protokollet är avgörande för en korrekt mätning av blod mikrocirkulation, den teknik som infördes var upptäckt följande sekventiell provning av alla möjliga alternativ och kombinationer tillgängliga inklusive: tid konstant, zoominställning, exponeringstid, Visa pris, vinst och flux bild paletten. Resultaten analyserades och upprepas med live video display och offline analys för att hitta inställningen för optimal bildåtergivning. Detta var viktigt eftersom det bildbehandlingsprogram använder det faktum att hög perfusion producerar snabb variation i laser speckle mönster, och därmed en låg kontrast område av väldefinierade speckle produceras i videobilden. Perfusion bild skapas sedan i en färgkodad karta över blodcirkulationens perfusion.
Experimentell område och deltagande förberedelse befinns vara nödvändigt, och detta kan kontrolleras genom att undvika arbete nära källor för dagsljus (fönster) eller starka artificiella ljuskällor, eftersom dessa kan störa moorFLPI nära infraröd laserkälla. Protokollet också infört en AOP som det bekräftades att den miljömässiga vibration och rörelse av deltagare båda generera signaler som är omöjlig att skilja från blodflödet. AOP visade sig vara ett enkelt men effektivt val, erbjuder en tunn men täckande, ljus och tillgängliga alternativ som hade en mikroskopiskt grov yta att undvika betydande speglande reflexion. Preliminär forskning av Omarjee et al. 11 belyser en potentiell begränsning som Leukotape skapar en reflektion signalens amplitud skiljer sig från huden och varierar betydligt mellan ämnen; men Mahe o.a. 1 fann ingen drastisk skillnad mellan deltagarna. Även om Leukotape är mer tillgänglig än andra beställda, lipidens självhäftande plåster, kan noggrannheten i ekvation (1) mätning förbättras med hjälp av en alternativ AOP.
Avsnittet offline analys betonade vikten av storlekar av ROIs och deras plats inom området av intresse. Initialt, försöktes en större ROI 1, ca 8 cm2, som överdras de ROI-2. Denna metod blev snart un-tillförlitliga på grund av artefakt rörelse resulterar i ROI 2 rörliga och levande experimentet måste att stoppas för att centrera den ROI-2. En annan kort kommande var att på grund av ROI 1 överliggande AOP, genomsnittlig flux inte längre tog området under AOP in på ett konto, så fanns det inte längre en bakåtspritt signal. Detta innebar en stor del av blod mikrocirkulation som förbisågs och därför resulterande flux data inte var rätt. Därför ger en metod i vilken två ROIs 2 cm2, med en AOP av 8 cm2 och ingen interaktion mellan ROI 1 och ROI 2 (men bevarade inom 2-4 cm från varandra), en tillförlitlig och repeterbara analys teknik för mätning av blod mikrocirkulationen.
The authors have nothing to disclose.
Författarna har inga bekräftelser.
moorFLPI LSCI | Moor Instruments | Not Available – Online Link Provided in descreption | moorFLPI is an instrument designed for the measurment of blood flow within microvasculature by using infra red laser speckle contrast analysis. https://gb.moor.co.uk/ |
moorFLPI Image Review Module | Moor Instruments | No Available – Online Link Provided | Used with moorFLPI, user can record and measure changes in blood flow by changerating a colour coded map of tissue perfusion. https://gb.moor.co.uk/ |
Leukotape | BSN Medical | 72978-10 | Medical tape with microporous surface. http://www.bsnmedical.co.uk/fileadmin/z-countries/United_Kingdom/PDF/L/Leukotape_K_A46PP_low_res_11112013.pdf |