高分辨激光血流成像技術(shù)在微循環(huán)研究的應(yīng)用

激光血流成像技術(shù)主要包括激光多普勒和激光散斑成像兩種類(lèi)型技術(shù)，分別運(yùn)用不同的光學(xué)原理監(jiān)測(cè)微循環(huán)血流變化和血管形態(tài)等技術(shù)指標(biāo)。激光多普勒分為接觸式單點(diǎn)血流監(jiān)測(cè)和非接觸掃描式血流成像監(jiān)測(cè)兩種方式；相對(duì)于激光多普勒技術(shù)，激光散斑血流成像技術(shù)具有非接觸、無(wú)創(chuàng)傷、快速成像等優(yōu)點(diǎn)，非常適合進(jìn)行微循環(huán)血流的監(jiān)測(cè)，可實(shí)時(shí)快速測(cè)量血流灌注量、血流流速血管形態(tài)結(jié)構(gòu)、血管管徑、血管角度等微循環(huán)參數(shù)。
  在微循環(huán)血流監(jiān)測(cè)中，激光多普勒技術(shù)已經(jīng)非常成熟，而目前激光多普勒血流監(jiān)測(cè)的應(yīng)用都可以為激光散斑血流成像技術(shù)所替代，并且后者具有高時(shí)間和空間分辨率的全視場(chǎng)測(cè)量?jī)?yōu)勢(shì)。應(yīng)用激光散斑血流成像技術(shù)，科研工作者和臨床醫(yī)生通過(guò)監(jiān)測(cè)得到微循環(huán)血管血流參數(shù)以評(píng)估血管的結(jié)構(gòu)、微循環(huán)功能以及代謝活動(dòng)，可以研究缺血、缺氧、中風(fēng)、炎癥、水腫、出血、過(guò)敏、休克、腫瘤、燒傷、凍傷、放射損傷等病理過(guò)程中微循環(huán)改變的規(guī)律及其病理機(jī)制，對(duì)科學(xué)研究、疾病診斷、病情分析和救治措施都具有重要的意義。

激光散斑血流成像技術(shù)的原理為觀察目標(biāo)受到激光束照射時(shí)，反射后的激光形成隨機(jī)干擾圖像（包括亮區(qū)和暗區(qū)），該圖像稱(chēng)為激光散斑圖。如果被測(cè)目標(biāo)靜止，激光散斑圖保持不變；如果被測(cè)物體發(fā)生移動(dòng)，例如組織中的紅細(xì)胞運(yùn)動(dòng)，則激光散斑圖會(huì)隨之波動(dòng)。散斑變化速度以散斑對(duì)比度量化，而對(duì)比度與血流相關(guān)；這就是激光散斑血流成像的基本工作原理。 激光散斑血流成像技術(shù)能夠?qū)崟r(shí)直觀地觀察皮下血管結(jié)構(gòu)和血流變化并評(píng)估其功能，在生物醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)研究的典型應(yīng)用如監(jiān)測(cè)腦缺血、缺氧、出血、中風(fēng)等疾病模型和針灸、炎癥、水腫、過(guò)敏以及各種損傷狀態(tài)下的血流變化，還可以監(jiān)測(cè)腸系膜血流、淋巴流、皮膚微循環(huán)的微循環(huán)血管血流指標(biāo)。
  激光散斑血流成像技術(shù)的應(yīng)用遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止上述的這些，在很多的基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)研究方面還可以結(jié)合其他技術(shù)產(chǎn)生更多的應(yīng)用場(chǎng)景，比如經(jīng)顱磁刺激（TMS）和經(jīng)顱超聲腦刺激技術(shù)等。經(jīng)顱超聲腦刺激技術(shù)是近幾年發(fā)展起來(lái)的一種新的腦調(diào)控方法，該技術(shù)透過(guò)完整的顱骨傳遞低強(qiáng)度超聲能量，對(duì)神經(jīng)元產(chǎn)生生物機(jī)械效應(yīng)，從而無(wú)創(chuàng)地調(diào)控大腦的神經(jīng)活動(dòng)�；�于激光散斑成像技術(shù)研究經(jīng)顱超聲刺激對(duì)小鼠局部腦血流的影響作用，整個(gè)實(shí)驗(yàn)大致過(guò)程：在麻醉狀態(tài)下，使用超聲對(duì)小鼠的丘腦進(jìn)行刺激，并對(duì)其大腦皮層軀體感知區(qū)域進(jìn)行連續(xù)成像，用激光散斑血流成像儀監(jiān)測(cè)小鼠在丘腦受到超聲刺激時(shí)，皮層對(duì)應(yīng)區(qū)域的局部腦血流響應(yīng)。 實(shí)驗(yàn)過(guò)程中使用超聲對(duì)小鼠丘腦進(jìn)行刺激，利用激光散斑成像技術(shù)共監(jiān)測(cè)了15只小鼠的軀體感知皮層的血流變化情況，得到其不同直徑的動(dòng)、靜脈血流分布情況以及其隨時(shí)間的變化情況。分析激光散斑成像的血流圖，就能夠監(jiān)測(cè)小鼠軀體感知皮層所有的血流活動(dòng)。由分析的結(jié)果可知，使用經(jīng)顱超聲刺激的小鼠的丘腦，能夠改變小鼠軀體感知皮層血流的運(yùn)動(dòng)情況，加快軀體感知皮層的血流流速。
  激光散斑血流成像能夠觀察皮下的血管和血流，如果想觀察更深的血管和血流圖像，那么完整顱骨將是主要障礙。在很多動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中都需要開(kāi)顱手術(shù)以進(jìn)行相關(guān)的成像觀察，為了克服這一障礙，科研工作者們開(kāi)發(fā)出幾種類(lèi)型的顱窗，包括磨薄顱窗、開(kāi)顱手術(shù)和磨薄加固顱窗等。這些顱窗在某些情況下滿足研究要求，但也會(huì)帶來(lái)諸多問(wèn)題：1、在顱骨窗變薄的情況下，很難進(jìn)行大面積重復(fù)成像；2、開(kāi)顱手術(shù)幾乎不可避免地會(huì)導(dǎo)致皮質(zhì)損傷和炎癥；3、至于磨薄加固顱窗操作復(fù)雜且也會(huì)造成損傷
  瑞典 PeriCam PSI激光散斑血流監(jiān)測(cè)視頻系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)組織血流成像，并可同時(shí)計(jì)算血流的動(dòng)態(tài)變化差異和空間。儀器測(cè)量時(shí)不需要接觸被測(cè)對(duì)象，對(duì)實(shí)驗(yàn)對(duì)象沒(méi)有任何干擾，不需要進(jìn)行染色或同位素標(biāo)記。主要涉及的研究領(lǐng)域有：肢端缺血、皮瓣移植、燒傷創(chuàng)面、腦缺血、鼻粘膜、胃腸，口腔、皮膚血流評(píng)估等