Laserowy system obrazowania plamek

Laserowe obrazowanie kontrastowe (LSCI) to potężne narzędzie do monitorowania dystrybucji przepływu krwi i jest szeroko stosowane w badaniach mikrokrążenia, zarówno w zastosowaniach zwierzęcych, jak i klinicznych. Konwencjonalnie LSCI zwykle działa w trybie wykrywania odbicia. Jednakże może zapewnić obiecującą rozdzielczość czasową i przestrzenną w zastosowaniach in vivo jedynie przy pomocy różnych okienek tkankowych, w przeciwnym razie zbyt duża powierzchowna plamka statyczna ogromnie ograniczyłaby jej kontrast i rozdzielczość. Tutaj systematycznie badaliśmy zdolność LSCI z wykrywaniem transmisyjnym (TR-LSCI) do monitorowania przepływu krwi w grubej tkance. Stwierdzono, że tryb z detekcją refleksyjną był lepszy, gdy warstwa docelowa znajdowała się na samej powierzchni, jednak jakość obrazowania gwałtownie spadała wraz z głębokością obrazowania, natomiast tryb z detekcją transmisyjną pozwalał uzyskać znacznie większy stosunek sygnału do tła ( SBR) do grubych tkanek. Następnie udowodniliśmy na podstawie eksperymentów na fantomach tkankowych, na zwierzętach i na ludziach, że przy określonej grubości tkanki TR-LSCI wykazał znacznie lepszą wydajność w obrazowaniu grubych tkanek, a jakość obrazowania uległaby dalszej poprawie, gdyby zastosowano dłuższe fale bliskiego zasięgu. światło podczerwone. Dlatego zarówno wyniki teoretyczne, jak i eksperymentalne pokazują, że TR-LSCI jest w stanie uzyskać informacje o przepływie krwi w tkankach grubych i ma ogromny potencjał w dziedzinie badań mikrokrążenia.

Laserowe obrazowanie kontrastowe (LSCI) to szerokokątna, nieinwazyjna technika obrazowania o wysokiej rozdzielczości czasowej i przestrzennej, która opiera się na analizie sygnałów świetlnych po rozproszeniu i przypadkowej interferencji, a w ten sposób uzyskuje informacje o prędkości rozpraszających cząstek w tkankach biologicznych . Konwencjonalnie działa w trybie wykrywania refleksyjnego i jest szeroko stosowany w badaniach podstawowych mikrokrążenia, którego dysfunkcja jest wysoce istotna dla szeregu objawów klinicznych, takich jak cukrzyca, udar niedokrwienny mózgu, choroba niedokrwienna serca i choroba tętnic obwodowych. W przypadku chirurgicznie otwartych okien czaszki, przerzedzonych okien czaszki i niewymagających operacji operacji optycznych okienek czaszki, rozkład korowego przepływu krwi można było wyraźnie zaobserwować przy użyciu konwencjonalnej techniki LSCI z wykrywaniem odbicia. Dzięki oknom komory fałdów skórnych i optycznym okienkom oczyszczającym skórę konwencjonalne LSCI może również zapewnić mapowanie skórnego przepływu krwi z rozdzielczością poszczególnych naczyń krwionośnych. Jednak bez takich „okienek” światło powinno penetrować górną warstwę tkanki powyżej głębokiej warstwy naczyń krwionośnych, podczas której stale zanika, przez co siła plamki statycznej w górnej warstwie jest znacznie większa niż siła sygnału plamki dynamicznej w głęboko docelowa warstwa, co prowadzi do niezwykle zmniejszonego kontrastu i rozdzielczości konwencjonalnego LSCI, a nawet sprawia, że ​​przepływ krwi jest niewykrywalny. Co więcej, nawet przy pomocy okienek czaszki i skóry konwencjonalny LSCI jest w stanie zapewnić akceptowalną rozdzielczość jedynie w warstwach powierzchniowych, podczas gdy nawet części ciała myszy mają często setki mikronów, a nawet milimetrów grubości, co sprawia, że ​​uzyskanie wyczerpujących informacji przy użyciu takiej techniki.