Laser Speckle Imaging System

Laser speckle contrast imaging (LSCI) er et kraftig verktøy for å overvåke blodstrømfordeling og har blitt mye brukt i studier av mikrosirkulasjon, både for dyr og kliniske applikasjoner. Konvensjonelt fungerer LSCI vanligvis på reflekterende detektert modus. Imidlertid kan det gi lovende tidsmessig og romlig oppløsning for in vivo-applikasjoner bare ved hjelp av forskjellige vevsvinduer, ellers ville den overstore overfladiske statiske flekk ekstremt begrense kontrasten og oppløsningen. Her undersøkte vi systematisk evnen til transmissivt detektert LSCI (TR-LSCI) for blodstrømsovervåking i tykt vev. Det ble funnet at den reflekterende detekterte modusen var bedre når mållaget var helt på overflaten, men bildekvaliteten ville raskt avta med bildedybden, mens den transmissive-detekterte modusen kunne oppnå et mye sterkere signal-til-bakgrunnsforhold ( SBR) for tykt vev. Vi beviste videre ved vevsfantom-, dyre- og menneskeeksperimenter at i en viss tykkelse av vev viste TR-LSCI bemerkelsesverdig bedre ytelse for tykt vevsavbildning, og avbildningskvaliteten ville bli ytterligere forbedret hvis bruken av lengre bølgelengder med nær- infrarødt lys. Derfor viser både teoretiske og eksperimentelle resultater at TR-LSCI er i stand til å skaffe blodstrømsinformasjon i tykt vev og har et stort potensial innen mikrosirkulasjonsforskning.

Laser speckle contrast imaging (LSCI) er en bredfelt, ikke-invasiv avbildningsteknikk med høy tidsmessig og romlig oppløsning, som er basert på analyse av lyssignaler etter spredning og tilfeldig interferens, og derfor henter hastighetsinformasjonen til spredningspartikler i biologisk vev. . Konvensjonelt fungerer den på den reflekterende-detekterte modusen, og har blitt mye brukt i den grunnleggende forskningen av mikrosirkulasjon hvis dysfunksjon er svært relevant for en rekke kliniske symptomer, som diabetes, iskemisk hjerneslag, koronar hjertesykdom og perifer arteriesykdom. Med kirurgibaserte åpne hodeskallevinduer, tynne hodeskallevinduer og kirurgifrie hodeskallevinduer, kunne kortikal blodstrømfordeling tydelig observeres ved bruk av konvensjonell reflekterende-detektert LSCI-teknikk. Med hudfoldkammervinduer og hudoptiske rydningsvinduer kan konvensjonell LSCI også gi kutan blodstrømskartlegging med individuell blodkaroppløsning. Uten slike "vinduer" bør imidlertid lyset trenge gjennom det øvre vevslaget over det dype blodkarlaget, i løpet av hvilken bane det hele tiden forfaller, noe som gjør styrken til statisk flekk i det øvre laget mye større enn styrken til dynamisk flekksignal i dypt målrettet lag, noe som fører til ekstremt redusert kontrast og oppløsning av konvensjonell LSCI, eller til og med gjør blodstrømmen uoppdagelig. Dessuten, selv med hjelp av hodeskalle- og hudvinduer, er konvensjonell LSCI fortsatt bare i stand til å gi akseptabel oppløsning i de overfladiske lagene, mens selv kroppsdelene til mus ofte er hundrevis av mikron eller til og med millimeter tykke, noe som gjør det knapt mulig å oppnå omfattende informasjon ved hjelp av en slik teknikk.