Ein neuer Ansatz zur Bewegung Artefakt zu überwinden, wenn Sie einen Laser-Speckle-Kontrast Imaging-System für wechselnde Geschwindigkeiten von Blut Mikrozirkulation zu verwenden
Summary
Diese Studie stellt eine neuartige Technik für die Messung und Analyse von wechselnden Geschwindigkeiten von Blut Mikrozirkulation in einem einzigen Experiment mit einem Laser-Speckle-Kontrast-Imager.
Abstract
Der Laser Speckle Kontrast Imager (LSCI) bietet eine leistungsstarke und dennoch einfache Technik zur Messung der mikrozirkulatorischen Blutfluss. Ideal für Blut dynamische Antworten, wird der LSCI auf die gleiche Weise wie eine herkömmliche Laser Doppler Imager (LDI) verwendet. Jedoch mit einer maximalen Hauttiefe von ca. 1 mm, der LSCI soll vor allem oberflächliche Durchblutung konzentrieren. Es wird verwendet, um Haut Flächen der Messen bis zu 15 cm x 20 cm. Die neue Technik, die in diesem Papier Konten bei wechselnden Geschwindigkeiten von Microcirculations eingeführt; d.h. sowohl langsame als auch schnelle Strömung Flussmessung mit der LSCI. Die neuartige Technik überwindet auch LSCIs größte Manko, die hohe Empfindlichkeit gegenüber Artefakt Bewegung ist. Eine undurchsichtige Pflaster (AOP) wird für die zufriedenstellende Aufnahme des mikrozirkulatorischen Blutflusses durch Subtraktion der LSCI-Signal von der AOP aus dem Laser-Speckle-Haut-Signal eingeführt. Die optimale Einstellung ist auch definiert, da die LSCI mächtigsten als Flussmittel Änderungen im Vergleich zu einer Referenz-Baseline gemessen werden, mit Blut mikrozirkulatorischen Flux, ausgedrückt als Prozentsatz von der Grundlinie zu ändern. Diese Änderungen können zur Analyse des Status der Blut-Flow-System verwendet werden.
Introduction
Laser Speckle Kontrast Imaging (LSCI) ist eine bewährte berührungslos, Echtzeit-Überwachung Methode zur analyse von Blut fließen Mikrozirkulation1,2,3,4,5,6 , 7. the LSCI verwendet in diesem Papier ist MoorFLPI Feld. Die Messung der Durchblutung Strömung in großen Bereichen mit hoher räumlicher und zeitlicher Auflösung über ein Phänomen namens “Laser Speckle” ist einer der Hauptvorteile dieses Gerät6. Die Echtzeit-Beurteilung der Mikrozirkulation erfolgt über aufgenommene Muster über eine Kamera mit verstreuten Speckle-Muster. Angesichts der Tatsache, dass die MoorFLPI LSCI für klinische und physiologische Forschung gedacht ist, funktioniert die Bildverarbeitungs-Software auf die Tatsache, dass hohe Perfusion schnelle Variation in der Laser-Speckle-Muster erzeugt, die dann von der Rechnung verbunden Gerät (CCD) integriert ist um eine Fläche von kontrastarmen8zu produzieren. Der Kontrast wird quantifiziert und der daraus resultierenden Flux ist farblich markiert, um eine Perfusion Bild8zu produzieren.
Leider ist der LSCI sehr empfindlich auf ökologische Vibrationen, Artefakt und Bewegung das Thema Bereich9. Dies bisher lieferte herausfordernd, wenn wechselnde Strömung Staaten untersucht worden sind. Dieses Dokument erklärt Details der expliziten Technik beschrieben in einer jüngsten Studie10 wo eine neuromuskuläre elektrische Stimulation Gerät verwendet wurde, um die Mikrozirkulation des Blutes zu messen, wenn gab es Bewegung der Extremität geprüft wird.
Protocol
Representative Results
Discussion
Das Ziel dieser Studie war es, eine neuartige Technik für die Messung und Analyse von wechselnden Geschwindigkeiten von Blut Mikrozirkulation in einem einzigen Experiment mit der LSCI einzuführen. Die Messungen können durch Umgebungslicht, Vibration und Teilnehmer einschließlich Atmung und zuckenden Bewegung beeinflusst werden. Die Schritte in das Protokoll wurden alle entworfen, diese Auswirkungen zu minimieren und zuverlässige und wiederholbare Messungen der Mikrozirkulation des Blutes zu erhalten.
Es wird darauf hingewiesen, dass jeder Schritt im Rahmen des Protokolls ist entscheidend für eine genaue Messung der Mikrozirkulation des Blutes, die Technik eingeführt war entdeckten folgende sequenzielle Prüfung aller möglichen Optionen und Kombinationen verfügbar, einschließlich: Zeit konstant, Zoom-Einstellung, Belichtungszeit, Preis, Gewinn und Flussmittel Bildpalette anzuzeigen. Ergebnisse wurden analysiert und wiederholt mit live-video-Anzeige und offline-Analyse, um das optimale Bildgebung Setup zu finden. Dies war notwendig, da die Bildverarbeitungs-Software die Tatsache nutzt, dass hohe Perfusion schnelle Variation in Laser-Speckle-Muster produziert, und infolgedessen ist ein geringer Kontrastbereich der klar definierten Speckle im Videobild. Perfusion Bild entsteht dann eine farbkodierte Karte der mikrozirkulatorischen Perfusion.
Experimentellen Bereich und Teilnahme Vorbereitung findet sich wesentlich, und dies kann durch die Vermeidung von Arbeit in der Nähe von Quellen von Tageslicht (Fenster) oder starke künstliche Lichtquellen, gesteuert werden, wie diese MoorFLPI in der Nähe von Infrarot-Laserquelle stören können. Das Protokoll führte auch ein AOP, wie es anerkannt wurde, dass die Umwelt Vibration und Bewegung des Teilnehmers beide Signale zu generieren, die von Blutfluss nisht zu unterscheidend sind. Das AOP erwies sich als eine einfache, aber effektive Wahl bietet eine dünne, aber deckende, leichte und zugänglich-Option, die hatte eine mikroskopisch raue Oberfläche zu erheblichen spiegelnden Reflexion zu vermeiden. Vorläufige Untersuchungen von Omarjee Et al. 11 weist auf eine mögliche Einschränkung mit der Leukotape schafft eine Reflexion Signalamplitude unterscheidet sich von der Haut und variiert erheblich zwischen Subjekten; aber Mahe Et Al. 1 keine drastischen Unterschied zwischen den Teilnehmern zu finden. Obwohl Leukotape leichter zugänglich ist als andere, Bilayer Kleber Flecken maßgeschneiderte, könnte die Richtigkeit der Gleichung (1) Messung verbessert werden, mithilfe eines alternativen AOP.
Die offline-Analyse Abschnitt hervorgehoben, die Bedeutung der Größen des ROIs und ihre Lage im Bereich von Interesse. Zunächst wurde eine größere ROI 1, ca. 8 cm2, versucht die ROI-2 überlagert. Diese Methodik wurde bald UN zuverlässig durch Artefakt Bewegung im ROI 2 bewegten und die live-Experiment musste unterbrochen werden, um den ROI-2 neu zu zentrieren. Eine weitere kurze kommen war, dass durch ROI 1 überlagern die AOP, der mittlere Fluss nicht mehr Bereich unter AOP auf ein Konto gab es nicht mehr ein rückgestreute Signal. Dies bedeutete ein großer Teil der Mikrozirkulation des Blutes wurde übersehen und daher resultierenden Flussmittel Daten waren nicht korrekt. Daher bietet eine Methodik in welche zwei ROIs von 2 cm2, mit einem AOP 8 cm2 und keine Interaktion zwischen ROI 1 und ROI-2 (aber innerhalb von 2-4 cm voneinander entfernt gehalten), eine zuverlässige und wiederholbare Analyse-Technik für die Messung des Blutes Mikrozirkulation.
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Die Autoren haben keine Bestätigungen.
Materials
| 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 |
Riferimenti
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