一种克服激光散斑对比成像系统在不同血流微循环速度下运动伪影的新方法

本实验的总体目标是介绍一种克服激光散斑对比成像系统在检测血流微循环速度变化时运动伪影问题的方法。该方法可帮助研究人员回答血液动力学响应领域的关键科学问题，尤其是在单次实验中探究血流微循环速度交替变化的影响时具有重要意义。该技术的主要优势在于克服了激光散斑对比成像（LSCI）的一个主要缺陷，即对运动伪影的高度敏感性。

该技术的应用使我们能够评估不同的促进血液循环模式。这在临床上具有重要意义，因为在增加微循环与术后人群（如全髋关节置换术患者）水肿减轻之间，可能存在一定的关联。该方法可为微循环的动力学提供深入见解，因此也可应用于其他实验，例如旨在监测促进伤口愈合设备的研究。

通常，不熟悉该方法的人员会遇到困难，因为激光散斑成像（LSCI）对运动伪影非常敏感，因此除非身体部位完全保持静止，否则无法检测到微循环的变化。我们最初是在研究小腿神经肌肉电刺激和间歇性气压压缩对大腿微循环的影响时，发现腿部存在移动，因而需要开发此方法。

该方法的可视化演示至关重要，因为实验方案可能难以想象，因此也难以复制。首先，将电源、USB 和 FireWire 接口连接到 moorFLPI 激光散斑对比成像系统（LSCI）的后侧面板。接着，将 moorFLPI LSCI 翻转并固定在支架臂上，然后使用四颗螺丝组装台式支撑臂。

固定后，旋转安装支架以进行向下成像。在任何测试开始前，让受试者在温度受控的房间内静坐10分钟，以便其适应室温。确保没有强烈的直射人工光源或阳光照射到受试者身上，因为环境光可能会影响 moorFLPI 设备中波长为780纳米的近红外激光源附近区域。

通过打开成像设置窗口并遮挡激光来测试室内光线的可接受程度。如果图像几乎完全黑暗，则无需进一步操作；否则，需进一步降低环境光。

确保受试者在整个评估过程中保持放松状态。让其双脚平放在地面上，并在测试期间避免任何交谈。现在，将一块8平方厘米的不透明粘性敷料贴在皮肤区域，以遮蔽血流信号，并消除运动伪影带来的影响。

打开成像软件，选择空间处理，设置捕获速率为每秒25帧，分辨率为152乘以113像素。然后选择实时图像测量。调整成像仪的位置，使其距离受试者20厘米。

同时调整放大倍数、焦距和偏振器，以尽量减少镜面反射。图像应显得较为平坦且无明显特征。将曝光时间设置为 20 毫秒，以实现对微小变化和低通量的高灵敏度。

采用25赫兹的显示速率和0.3秒的时间常数，以反映快速的血流变化，并通过降低图像噪声实现最佳对比度。接下来，创建两个大小相等的兴趣区域，分别命名为ROI 1和ROI 2。调整ROI 2的位置，使其位于受试者皮肤上不透光贴片的8平方厘米范围内。

注意确保感兴趣区域（ROI）之间不发生互换，但应使其保持接近，相距两到四厘米，以减少因机械移动导致 ROI 2 偏离不透光区域时需要重新定位的情况。最后，将增益值设置在 70 至 80 之间，这将降低在低强度和高强度区域中丢失的准确性。

以视频格式记录血流测量结果，并使用图像回顾模块保存以供离线分析。记录完成后，打开moorFLPI图像回顾软件并加载视频进行分析。在完成一系列平均血流记录后，计算感兴趣区域（ROIs）内的平均流量。

ROI 1 是皮肤血流量的真实测量值，而 ROI 2 是来自不透光贴片的背向散射激光散斑皮肤信号。如果未正确配置，通量和原始散斑图像将导致增益过高而可视性差，从而影响血流测量的准确性。若按本方案所示进行正确配置，则所得图像具有最佳可视性，可获得可靠的结果。

正确配置的图像可清晰区分慢速血流与快速血流。这一效果通过连续记录交替流动的数据实现。一旦掌握，若操作得当，该技术可在20分钟内完成。

在进行该操作时，需要注意的是，血流测量是相对于参考基线进行的。在本方法中，静息阶段被用作参考基线。因此，快速和慢速阶段的血流量以相对于基线或静息阶段的百分比变化来表示。

该技术问世后，为血液微循环分析领域的研究人员探索各类旨在增强微循环血流的设备的有效性奠定了基础。观看本视频后，您应能充分了解如何使用激光散斑对比成像（LSCI）测量微循环血流的交变速度，以及如何克服可能影响结果的运动伪影（若未妥善处理，这些伪影将干扰测量结果）。