Ein neuer Ansatz zur Bewegung Artefakt zu überwinden, wenn Sie einen Laser-Speckle-Kontrast Imaging-System für wechselnde Geschwindigkeiten von Blut Mikrozirkulation zu verwenden

Das übergeordnete Ziel dieses Experiments ist es, einen Ansatz zur Überwindung von Bewegungsartefakten vorzustellen, wenn ein Laser-Speckle-Kontrastbildgebungssystem für wechselnde Geschwindigkeiten der Blutmikrozirkulation verwendet wird. Diese Methode kann Forschern helfen, Schlüsselfragen im Bereich der dynamischen Reaktionen des Blutes zu beantworten, insbesondere wenn sie versuchen, den Effekt des Wechsels der Geschwindigkeiten der Blutmikrozirkulation in einem einzigen Experiment zu bestimmen. Der Hauptvorteil dieser Technik besteht darin, dass sie ein großes Manko des LSCI überwindet, nämlich die hohe Empfindlichkeit gegenüber Artefaktbewegungen.

Die Auswirkungen dieser Technik haben es uns ermöglicht, verschiedene Arten der Anregung der Durchblutung zu bewerten. Dies ist klinisch relevant, da ein Zusammenhang zwischen einer erhöhten Mikrozirkulation und der Verringerung von Ödemen in postoperativen Populationen, wie z. B. Patienten mit Hüftgelenkersatz, vermutet wird. Diese Methode kann Aufschluss über die Dynamik der Mikrozirkulation geben und könnte daher auch auf andere Experimente angewendet werden, z. B. auf die Überwachung von Geräten, die die Wundheilung fördern.

Im Allgemeinen werden Personen, die mit dieser Methode nicht vertraut sind, Schwierigkeiten haben, da LSCI sehr empfindlich auf Artefaktbewegungen reagiert und daher der Nachweis von mikrozirkulatorischen Veränderungen nur möglich ist, wenn der Körperteil vollständig ruhig gehalten wird. Wir hatten zum ersten Mal die Notwendigkeit, diese Methode zu entwickeln, als wir uns die Wirkung der neuromuskulären Elektrostimulation der Waden und der intermittierenden pneumatischen Kompression auf die Mikrozirkulation der Oberschenkel untersuchten. Wir stellten fest, dass sich das Bein bewegte.

visuelle Demonstration dieser Methode ist von entscheidender Bedeutung, da das experimentelle Protokoll schwer zu visualisieren und daher schwer zu replizieren sein könnte. Schließen Sie zunächst das Netzteil, USB und die FireWire-Schnittstelle an die Rückseite des moorFLPI LSCI an. Als nächstes montieren Sie den Desktop-Stützarm mit vier Schrauben, wobei der moorFLPI LSCI auf den Kopf gestellt und am Stützarm befestigt wird.

Drehen Sie nach dem Anbringen die Montagehalterung für die Abbildung nach unten. Lassen Sie den Teilnehmer vor jedem Test 10 Minuten lang in einem klimatisierten Raum sitzen, damit er sich an die Raumtemperatur anpassen kann. Stellen Sie sicher, dass keine starken Quellen von künstlichem Licht oder Sonnenlicht auf den Teilnehmer scheinen, da das Umgebungslicht das moorFLPI in der Nähe der Infrarot-Laserquelle, die bei 780 Nanometern arbeitet, beeinträchtigen könnte.

Testen Sie die Akzeptabilität des Raumlichts, indem Sie das Fenster für die Bildgebungseinrichtung öffnen und den Laser blockieren. Wenn das Bild fast vollständig schwarz ist, sind keine weiteren Schritte erforderlich. Andernfalls reduzieren Sie das Umgebungslicht weiter.

Stellen Sie sicher, dass der Teilnehmer während der gesamten Bewertung entspannt ist. Lassen Sie sie ihre Füße flach auf den Boden stellen und vermeiden Sie während des Tests jegliche Gespräche. Platzieren Sie nun acht Quadratzentimeter eines selbstklebenden, undurchsichtigen Pflasters auf der Hautpartie, um den Blutfluss zu maskieren und den Nachteil der Artefaktbewegung auszugleichen.

Öffnen Sie die Imaging-Software, und wählen Sie die räumliche Verarbeitung für 25 Bilder pro Sekunde bei einer Auflösung von 152 x 113 Pixeln aus. Wählen Sie dann Livebildmessung. Passen Sie die Position des Imagers so an, dass er 20 Zentimeter vom Teilnehmer entfernt ist.

Passen Sie außerdem den Zoom, den Fokus und den Polarisator an, um Spiegelreflexionen zu minimieren. Das Bild sollte recht flach und strukturlos erscheinen. Stellen Sie eine Belichtungszeit von 20 Millisekunden ein, um eine hohe Empfindlichkeit gegenüber kleinen Veränderungen und einen geringen Lichtstrom zu gewährleisten.

Verwenden Sie eine Anzeigerate von 25 Hertz und eine Zeitkonstante von 0,3 Sekunden, um schnelle Blutflussänderungen zu berücksichtigen und durch Reduzierung des Bildrauschens einen optimalen Kontrast zu erzielen. Erstellen Sie als Nächstes zwei gleich große Interessenbereiche mit den Namen ROI 1 und ROI 2. Richten Sie ROI 2 so aus, dass er sich innerhalb der acht Quadratzentimeter des undurchsichtigen Flecks auf der Haut des Motivs befindet.

Achten Sie darauf, dass sich die ROIs nicht verändern, sondern halten Sie sie innerhalb von zwei bis vier Zentimetern, um die Notwendigkeit einer erneuten Zentrierung zu reduzieren, falls eine mechanische Bewegung dazu führt, dass sich ROI 2 nicht mehr im undurchsichtigen Bereich befindet. Stellen Sie abschließend den Gain-Wert auf 70 bis 80 ein. Dadurch wird der Genauigkeitsverlust in Bereichen mit niedriger und hoher Intensität reduziert.

Zeichnen Sie die Blutflussmessung im Videoformat auf und speichern Sie sie für die Offline-Analyse mit einem Bildüberprüfungsmodul. Öffnen Sie nach der Aufnahme die moorFLPI-Bildüberprüfungssoftware und laden Sie das Video zur Analyse. Berechnen Sie den mittleren Fluss innerhalb der ROIs nach einer Reihe von Aufzeichnungen des mittleren Blutflusses.

ROI 1 ist die reale Messung der Hautdurchblutung, und ROI 2 ist das rückgestreute Laser-Speckle-Hautsignal des undurchsichtigen Pflasters. Wenn sie nicht korrekt konfiguriert sind, führen die Fluss- und Rohfleckenbilder zu einer hohen Verstärkung bei schlechter Sichtbarkeit, was zu einer weniger genauen Blutflussmessung führt. Bei richtiger Konfiguration, wie in diesem Protokoll gezeigt, haben die resultierenden Bilder maximale Sichtbarkeit für ein zuverlässiges Ergebnis.

Richtig konfigurierte Bilder führen zu einer klaren Definition zwischen langsamem und schnellem Blutfluss. Dies wurde durch eine kontinuierliche Datenaufzeichnung eines Wechselflusses erreicht. Einmal gemeistert, kann diese Technik in 20 Minuten durchgeführt werden, wenn sie richtig ausgeführt wird.

Wenn Sie dieses Verfahren ausprobieren, ist es wichtig, sich daran zu erinnern, dass Flussmessungen relativ zu einer Referenzbasislinie durchgeführt werden. Bei dieser Methode wird die Ruhephase als Referenzbasis eingeführt. Daher wird ein schneller und ein langsamer Blutfluss als prozentuale Veränderung gegenüber einem Ausgangs- oder Ruhestadium ausgedrückt.

Nach ihrer Entwicklung ebnete diese Technik den Weg für Forscher auf dem Gebiet der Mikrozirkulationsanalyse von Blut, um die Wirksamkeit verschiedener Arten von Geräten zu untersuchen, die darauf abzielen, den Mikrozirkulationsfluss zu erhöhen. Nachdem Sie sich dieses Video angesehen haben, sollten Sie ein gutes Verständnis dafür haben, wie Sie die abwechselnden Geschwindigkeiten der Mikrozirkulation des Blutes mit LSCI messen und wie Sie Bewegungsartefakte überwinden können, die das Ergebnis beeinträchtigen können, wenn sie nicht richtig berücksichtigt werden.