Name: Ein neuer Ansatz zur Bewegung Artefakt zu überwinden, wenn Sie einen Laser-Speckle-Kontrast Imaging-System für wechselnde Geschwindigkeiten von Blut Mikrozirkulation zu verwenden (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-08-30T15:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 20 s
Description: Lernen Sie eine Methode zur Bewegungsartefakt-Korrektur bei der Laser-Speckle-Kontrast-Bildgebung zur Messung wechselnder Blutmikrozirkulationsgeschwindigkeiten. Diese Technik ermöglicht präzise Analysen für klinische Anwendungen.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

playerTrialDesktop

Die Autoren haben keine Bestätigungen.

die Methode berichtet wurde in einer Studie, die von der Ethikkommission der Bournemouth Universität Forschung am 9. Februar 2016 (Referenz 10571) ethische Zulassung erhalten genutzt.
 1. LSCI einrichten <ol><li>MoorFLPI LSCI Rückwand mit seinen drei Buchsen (Netzteil, Universal Serial Bus (USB) und IEEE1394) "Connect" für das System funktioniert.</li>
	<li>Montieren Sie den Desktop unterstützen Arm mit den 4 Schrauben mit MoorFLPI LSCI auf den Kopf gestellt und an die Unterstützung bestückt</li>
	<li>Drehen Sie die Halterung nach unten Bildgebung bei befestigt. 
	Hinweis: Die LSCI hat drei Steuerelemente: (1) Zoom-Einsteller &#8211; mit der Imager, legen Sie in der Lage, weniger Vergrößerung kann bzw. maximalen und minimalen Einstellungen für kleine und größere Gesichtsfelder angepasst werden. Um die Reproduzierbarkeit zu gewährleisten, ist eine Indizierung Ring Label zur Verfügung gestellt; (2) Schwerpunkt Einsteller &#8211; Dies ist abhängig von der Messdistanz und muss angepasst werden, nachdem die Position des Bildes festgelegt wurde. Um die Reproduzierbarkeit zu gewährleisten, ist eine Indizierung Ring Label zur Verfügung gestellt; (3) ein Polarisator &#8211; ein lineare Polarisationsfilter ist verfügbar, specular Reflexion von exponierten Organe zu minimieren &#8211; die drehbare Halterung 360° gedreht werden kann.</li>
	<li>Installieren Sie die Software um die Kamera zu steuern. Die Software gliedert sich in zwei Module bieten eine Messung und Überprüfung Funktion.</li>
</ol> 2. Teilnehmer Vorbereitung <ol><li>stellen Sie sicher die Bewertung erfolgt in einem klimatisierten Raum (22 ± 1 ° C) und die Teilnehmer sitzen für 10 Minuten vor dem Test auf Raumtemperatur anzupassen.</li>
	<li>Vermeiden Sie eine starke Quelle von künstlichem Licht und das Sonnenlicht auf der Teilnehmer oder die LSCI wie Umgebungslicht beeinträchtigt die MoorFLPI in der Nähe von Infrarot-Laser-Quelle bei 785 nm. 
	Hinweis: Ein einfacher Test zu bestätigen, dass Umgebungslicht akzeptiert werden ist durch die bildgebenden Setup-Fenster öffnen und behindern die Laser. Wenn das Bild fast komplett schwarz ist, sind keine weiteren Schritte erforderlich; Wenn es noch zu viel Umgebungslicht Licht vorhanden immer, weitere Maßnahmen sind erforderlich.</li>
	<li>Gewährleisten, dass die Teilnehmer entspannt während der Beurteilung mit den Füßen flach auf dem Boden, wenn sitzen, und vermeiden Sie Gespräche.</li>
	<li>Platz 8 cm 2 Klebstoff deckend Patch (AOP) (z. B. Leukotape) auf die Hautfläche, die Durchblutung zu verschleiern. Dies geschieht, um den Nachteil der LSCI im Hinblick auf die hohe Empfindlichkeit gegenüber Artefakt Bewegung zu berücksichtigen und Signal Rückstreuung wird zur Messung des mikrozirkulatorischen Blutflusses verwendet werden.</li>
</ol> 3. Messung der Mikrozirkulation Bild <ol><li>Wählen Sie &#39; räumliche Verarbeitung &#39; für 25 Frames pro zweite Aufnahme bei 152 x 113 Pixel.</li>
	<li>Wählen Sie &#39; Live Bild Messung &#39; und passen Sie die Position der Imager 20 cm weg von der Teilnehmer, gefolgt von Anpassung, Zoom, Fokus und Polarisator für minimaler specular Reflexion. Das Bild erscheint recht &#39; flach &#39; und eintönig.</li>
	<li>Legen Sie eine Belichtungszeit von 20 ms für hohe Empfindlichkeit auf kleine Änderungen und low Flux.</li>
	<li>Verwenden eine Display-Rate von 25 Hz und eine Zeitkonstante von 0,3 s schnelle Blut fließen Änderungen berücksichtigen und optimalen Kontrast durch reduziert das Bildrauschen zu erreichen.</li>
	<li>Erstellen Sie zwei gleicher Größe (2 cm 2) Bereiche von Interesse (ROI), benannt ROI 1 und ROI-2. Richten Sie ROI 2, so ist es innerhalb der 8 cm 2 AOP. Achten, dass ROIs nicht vertauschen sind aber dennoch innerhalb von 2-4 cm zu reduzieren die Notwendigkeit für Nachzentrieren ROI 2 wird nicht mehr im Bereich AO ergibt sich eine mechanische Bewegung enger. 
	Hinweis: Blut-Durchfluss-Messung werden ungenauer in niedriger und hoher Intensität Bereichen, so ist es wichtig, eine optimale Gain-Einstellung zu haben. Der Gewinn liegt zwischen 0 - 200. Ein optimale Gain-Einstellung-Wert im Bereich von 70-80 erreicht ist.</li>
	<li>Perform Flux-Messungen im Vergleich zu einer Referenz-Baseline. Bei dieser Methode einführen &#39; den Rest &#39; Bühne als Referenz Grundlinie. Daher bekunden ein &#39; schnell &#39; und &#39; langsam &#39; Bühne Blutfluss als Prozentsatz ändern von einem Ausgangswert &#39; Rest &#39; Bühne.</li>
	<li>Blut-Durchfluss-Messung im video-Format aufzeichnen und speichern für offline-Analyse mit Hilfe eines Bild-Beitrag-Moduls.</li>
</ol> 4. Offline-Analyse Hinweis: die MoorFLPI Bild-Review-Software ermöglicht die Eröffnung eines Videos zu analysieren.
<ol><li>Berechnen der mittlere Fluss innerhalb ROIs nach einer Reihe von Aufnahmen der mittlere Blutfluss. ROI-1 ist die reale Messung der Hautdurchblutung und ROI-2 ist das rückgestreute Laser Speckle Haut Signal aus der AOP.</li>
	<li>Berechnung den mittleren Blutfluss durch Subtraktion ROI 2 von ROI 1 (Hautdurchblutung). 
	ROI 1 - ROI 2 = mittlere Blutfluss</li></ol>

<ol><li>Mahe, G., Rousseau, P., Durand, S., Leftheriotis, G., Abraham, P. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0026286210002372">Laser speckle contract imaging accurately measures blood flow over moving skin surfaces.</a> Microvas Res. 81 (2), 183-188 (2010).</li>
<li>Rousseau, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Increasing+the+%26%2334%3Bregion+of+interest%26%2334%3B+and+%26%2334%3Btime+of+interest%26%2334%3B%2C+both+reduce+the+variability+of+blood+flow+measurements+using+laser+speckle+contrast+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Microvas+Res%22%5BJournal%5D)">Increasing the &#34;region of interest&#34; and &#34;time of interest&#34;, both reduce the variability of blood flow measurements using laser speckle contrast imaging.</a> Microvas Res. 82, 88-91 (2011).</li>
<li>Hecht, N., Woitzik, J., Dreier, J., Vajkoczy, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Intraoperative+monitoring+of+cerebral+blood+flow+by+laser+speckle+contrast+analysis%5BTitle%5D)+AND+%22Neurosurg+Focus%22%5BJournal%5D)">Intraoperative monitoring of cerebral blood flow by laser speckle contrast analysis.</a> Neurosurg Focus. 27 (4), 1-6 (2009).</li>
<li>Mahe, G., Durand, S., Humeau-Heurtier, A., Leftheriotis, G., Abrham, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Impact+of+experimental+conditions+on+noncontact+laser+recordings+in+microvascular+studies%5BTitle%5D)+AND+%22Microcirculation%22%5BJournal%5D)">Impact of experimental conditions on noncontact laser recordings in microvascular studies.</a> Microcirculation. 19 (8), 669-675 (2012).</li>
<li>Cheng, H., Duong, T. Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Simplified+laser-speckle-imaging+analysis+method+and+its+application+to+retinal+blood+flow+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Opt+Lett%22%5BJournal%5D)">Simplified laser-speckle-imaging analysis method and its application to retinal blood flow imaging.</a> Opt Lett. 32 (15), 2188-2190 (2007).</li>
<li>Doherty, J., McNamara, P., Clancy, N. T., Enfield, J. G., Leahy, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Comparison+of+instruments+for+investigation+of+microcirculatory+blood+flow+and+red+blood+cell+concentration%5BTitle%5D)+AND+%22J+Biomed+Opt%22%5BJournal%5D)">Comparison of instruments for investigation of microcirculatory blood flow and red blood cell concentration.</a> J Biomed Opt. 14 (3), 034025(2009).</li>
<li>Briers, D. J. <a target="_blank" href="http://www.if.pwr.wroc.pl/~optappl/pdf/2007/no12/optappl_3712p139.pdf">Laser speckle contrast imaging for measuring blood flow.</a> Opt Appl. 37 (1), 139-152 (2007).</li>
<li><a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22moorFLPI+User+Manual%22">moorFLPI User Manual</a>. (8), Moor Instrument Limited. Devon, UK. (2012).</li>
<li>Mahe, G., Durand, S., Humeau-Heurtier, A., Abraham, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Impact+of+Experimental+Conditions+on+Noncontact+Laser+Recordings+in+Microvascular+Studies%5BTitle%5D)+AND+%22Microcirculation%22%5BJournal%5D)">Impact of Experimental Conditions on Noncontact Laser Recordings in Microvascular Studies.</a> Microcirculation. 19, 669-675 (2012).</li>
<li>Bahadori, S., Immins, T., Wainwright, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+effect+of+calf+neuromuscular+electrical+stimulation+and+intermittent+pneumatic+compression+on+thigh+microcirculation%5BTitle%5D)+AND+%22Micro+Res%22%5BJournal%5D)">The effect of calf neuromuscular electrical stimulation and intermittent pneumatic compression on thigh microcirculation.</a> Micro Res. 111, 37-41 (2017).</li>
<li>Omarjee, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optimisation+of+movement+detection+and+artifact+removal+during+laser+speckle+contrast+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Miscrovas+Res%22%5BJournal%5D)">Optimisation of movement detection and artifact removal during laser speckle contrast imaging.</a> Miscrovas Res. 97 (1), 75-80 (2015).</li>
</ol>

Die Autoren haben nichts preisgeben.

Das Ziel dieser Studie war es, eine neuartige Technik für die Messung und Analyse von wechselnden Geschwindigkeiten von Blut Mikrozirkulation in einem einzigen Experiment mit der LSCI einzuführen. Die Messungen können durch Umgebungslicht, Vibration und Teilnehmer einschließlich Atmung und zuckenden Bewegung beeinflusst werden. Die Schritte in das Protokoll wurden alle entworfen, diese Auswirkungen zu minimieren und zuverlässige und wiederholbare Messungen der Mikrozirkulation des Blutes zu erhalten.
Es wird darauf hingewiesen, dass jeder Schritt im Rahmen des Protokolls ist entscheidend für eine genaue Messung der Mikrozirkulation des Blutes, die Technik eingeführt war entdeckten folgende sequenzielle Prüfung aller möglichen Optionen und Kombinationen verfügbar, einschließlich: Zeit konstant, Zoom-Einstellung, Belichtungszeit, Preis, Gewinn und Flussmittel Bildpalette anzuzeigen. Ergebnisse wurden analysiert und wiederholt mit live-video-Anzeige und offline-Analyse, um das optimale Bildgebung Setup zu finden. Dies war notwendig, da die Bildverarbeitungs-Software die Tatsache nutzt, dass hohe Perfusion schnelle Variation in Laser-Speckle-Muster produziert, und infolgedessen ist ein geringer Kontrastbereich der klar definierten Speckle im Videobild. Perfusion Bild entsteht dann eine farbkodierte Karte der mikrozirkulatorischen Perfusion.
Experimentellen Bereich und Teilnahme Vorbereitung findet sich wesentlich, und dies kann durch die Vermeidung von Arbeit in der Nähe von Quellen von Tageslicht (Fenster) oder starke künstliche Lichtquellen, gesteuert werden, wie diese MoorFLPI in der Nähe von Infrarot-Laserquelle stören können. Das Protokoll führte auch ein AOP, wie es anerkannt wurde, dass die Umwelt Vibration und Bewegung des Teilnehmers beide Signale zu generieren, die von Blutfluss nisht zu unterscheidend sind. Das AOP erwies sich als eine einfache, aber effektive Wahl bietet eine dünne, aber deckende, leichte und zugänglich-Option, die hatte eine mikroskopisch raue Oberfläche zu erheblichen spiegelnden Reflexion zu vermeiden. Vorläufige Untersuchungen von Omarjee Et al. 11 weist auf eine mögliche Einschränkung mit der Leukotape schafft eine Reflexion Signalamplitude unterscheidet sich von der Haut und variiert erheblich zwischen Subjekten; aber Mahe Et Al. 1 keine drastischen Unterschied zwischen den Teilnehmern zu finden. Obwohl Leukotape leichter zugänglich ist als andere, Bilayer Kleber Flecken maßgeschneiderte, könnte die Richtigkeit der Gleichung (1) Messung verbessert werden, mithilfe eines alternativen AOP.
Die offline-Analyse Abschnitt hervorgehoben, die Bedeutung der Größen des ROIs und ihre Lage im Bereich von Interesse. Zunächst wurde eine größere ROI 1, ca. 8 cm2, versucht die ROI-2 überlagert. Diese Methodik wurde bald UN zuverlässig durch Artefakt Bewegung im ROI 2 bewegten und die live-Experiment musste unterbrochen werden, um den ROI-2 neu zu zentrieren. Eine weitere kurze kommen war, dass durch ROI 1 überlagern die AOP, der mittlere Fluss nicht mehr Bereich unter AOP auf ein Konto gab es nicht mehr ein rückgestreute Signal. Dies bedeutete ein großer Teil der Mikrozirkulation des Blutes wurde übersehen und daher resultierenden Flussmittel Daten waren nicht korrekt. Daher bietet eine Methodik in welche zwei ROIs von 2 cm2, mit einem AOP 8 cm2 und keine Interaktion zwischen ROI 1 und ROI-2 (aber innerhalb von 2-4 cm voneinander entfernt gehalten), eine zuverlässige und wiederholbare Analyse-Technik für die Messung des Blutes Mikrozirkulation.

Laser Speckle Kontrast Imaging (LSCI) ist eine bewährte berührungslos, Echtzeit-Überwachung Methode zur analyse von Blut fließen Mikrozirkulation1,2,3,4,5,6 , 7. the LSCI verwendet in diesem Papier ist MoorFLPI Feld. Die Messung der Durchblutung Strömung in großen Bereichen mit hoher räumlicher und zeitlicher Auflösung über ein Phänomen namens "Laser Speckle" ist einer der Hauptvorteile dieses Gerät6. Die Echtzeit-Beurteilung der Mikrozirkulation erfolgt über aufgenommene Muster über eine Kamera mit verstreuten Speckle-Muster. Angesichts der Tatsache, dass die MoorFLPI LSCI für klinische und physiologische Forschung gedacht ist, funktioniert die Bildverarbeitungs-Software auf die Tatsache, dass hohe Perfusion schnelle Variation in der Laser-Speckle-Muster erzeugt, die dann von der Rechnung verbunden Gerät (CCD) integriert ist um eine Fläche von kontrastarmen8zu produzieren. Der Kontrast wird quantifiziert und der daraus resultierenden Flux ist farblich markiert, um eine Perfusion Bild8zu produzieren.
Leider ist der LSCI sehr empfindlich auf ökologische Vibrationen, Artefakt und Bewegung das Thema Bereich9. Dies bisher lieferte herausfordernd, wenn wechselnde Strömung Staaten untersucht worden sind. Dieses Dokument erklärt Details der expliziten Technik beschrieben in einer jüngsten Studie10 wo eine neuromuskuläre elektrische Stimulation Gerät verwendet wurde, um die Mikrozirkulation des Blutes zu messen, wenn gab es Bewegung der Extremität geprüft wird.

<table><tbody><tr><td>moorFLPI LSCI</td><td>Moor Instruments</td><td>Not Available - Online Link Provided in description</td><td>moorFLPI ist ein Instrument, das für die Messung des Blutflusses innerhalb der Mikrogefäße mittels Infrarot-Laser-Speckle-Kontrastanalyse entwickelt wurde.&nbsp; https://gb.moor.co.uk/</td></tr> <tr><td>moorFLPI Image Review Module</td><td>Moor Instruments</td><td>Not Available - Online Link Provided</td><td>In Verbindung mit moorFLPI kann der Benutzer Veränderungen des Blutflusses aufzeichnen und messen, indem er eine farbcodierte Karte der Gewebedurchblutung ändert. https://gb.moor.co.uk/</td></tr> <tr><td>Leukotape</td><td>BSN Medical</td><td>72978-10</td><td>Medizinisches Klebeband mit mikroporöser Oberfläche. http://www.bsnmedical.co.uk/fileadmin/z-countries/United_Kingdom/PDF/L/Leukotape_K_A46PP_low_res_11112013.pdf</td></tr></tbody></table>

ein neuer ansatz zur bewegung artefakt zu überwinden, wenn sie einen laser-speckle-kontrast imaging-system für wechselnde geschwindigkeiten von blut mikrozirkulation zu verwenden

A Novel Approach to Overcome Movement Artifact When Using a Laser Speckle Contrast Imaging System for Alternating Speeds of Blood Microcirculation

Der Laser Speckle Kontrast Imager (LSCI) bietet eine leistungsstarke und dennoch einfache Technik zur Messung der mikrozirkulatorischen Blutfluss. Ideal für Blut dynamische Antworten, wird der LSCI auf die gleiche Weise wie eine herkömmliche Laser Doppler Imager (LDI) verwendet. Jedoch mit einer maximalen Hauttiefe von ca. 1 mm, der LSCI soll vor allem oberflächliche Durchblutung konzentrieren. Es wird verwendet, um Haut Flächen der Messen bis zu 15 cm x 20 cm. Die neue Technik, die in diesem Papier Konten bei wechselnden Geschwindigkeiten von Microcirculations eingeführt; d.h. sowohl langsame als auch schnelle Strömung Flussmessung mit der LSCI. Die neuartige Technik überwindet auch LSCIs größte Manko, die hohe Empfindlichkeit gegenüber Artefakt Bewegung ist. Eine undurchsichtige Pflaster (AOP) wird für die zufriedenstellende Aufnahme des mikrozirkulatorischen Blutflusses durch Subtraktion der LSCI-Signal von der AOP aus dem Laser-Speckle-Haut-Signal eingeführt. Die optimale Einstellung ist auch definiert, da die LSCI mächtigsten als Flussmittel Änderungen im Vergleich zu einer Referenz-Baseline gemessen werden, mit Blut mikrozirkulatorischen Flux, ausgedrückt als Prozentsatz von der Grundlinie zu ändern. Diese Änderungen können zur Analyse des Status der Blut-Flow-System verwendet werden.

Die LSCI experimentelle einrichten ist in Abbildung 1 mit funktionale Tools identifiziert skizziert. Eine typische Teilnehmer Vorbereitung für eine Messung des Blutflusses auf einen Bereich des vorderen Oberschenkels wird dargestellt. Verstellbare Halterung ermöglicht die Drehung des LSCI für die Messung des Blutflusses in Microvasculature bestimmten Hautbereich. Abbildung 2 zeigt ein Beispiel für eine typische roh Speckle Bild und konvertierte Speckle Bild mit individuellen Einstellungen des Protokolls für die Messung der Mikrozirkulation des Blutes.
Abbildung 3 zeigt ein Beispiel der Hautbereich und Platzierung von AOP (Schritt 3.1), LSCI raw imaging Setup (Schritt 3.2), ein live-Bild für langsamen Blutfluss (Schritt 3.3) und eine live-image für eine schnelle Durchblutung (Schritt 3.4) in eine kontinuierliche Datenaufzeichnung eine alternierende Bewegung erreicht uns Ing MoorFLPI LSCI. Palette, die Farbcodierung Einstellung ermöglicht eine Differenzierung zwischen Flussmittel. Mit der standard-Palette von 16 Farben niedrigen Fluss gilt als blau, mittlere Flussmittel Werte gelten als grün und Hochfluss Werte gelten als Orange und rot.
Hautdurchblutung drückt sich in Laser Speckle Perfusion Einheiten (LSPU). Abbildung 4 zeigt die grafische Darstellung von ROI 1, ROI 2 und AOP auf einer Fläche von Haut. Der mittlere Blutfluss errechnet sich in offline-Analyse anhand von Daten aus Gleichung (1), ROI 1 und ROI-2.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56415/56415fig1.jpg"> 
Abbildung 1: MoorFLPI LSCI experimentellen Set up Desktop-Tragarm, Kabel Ausgänge, Position Steuerungen (zoom-Einsteller, Schwerpunkt Einsteller und Polarisator), AOP und Laptop für die Konfiguration der Bildeinstellung. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56415/56415fig1large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56415/56415fig2.jpg"> 
Abbildung 2: Raw Speckle Bild vor Datenaufzeichnung. 2.1 - 2.2) Flux und rohen Speckle Bilder einer schlecht konfigurierte Einstellung, wodurch eine hohe Verstärkung bei schlechter Sicht ein ungenauer Messung von Blut führt. 2.3 - 2.4) Konfiguriertes System gemäß Protokoll, was zu einer richtigen Gewinn mit maximale Sichtbarkeit für ein zuverlässiges Ergebnis. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56415/56415fig2large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56415/56415fig3.jpg"> 
Abbildung 3: Überblick über Aufbau und Datensatz Messung mit MoorFLPI LSCI. 3.1. eine Fläche von Haut (Oberschenkel) mit einer 2 cm2 AOP Artefakt Bewegung berücksichtigen. 3.2) ein rohes Speckle "flach und nichtssagend" Bild zeigt gute Backscatter Lichtintensität mit der optimalen Einstellung. 3.3) eine Livebild-Aufnahme von einem langsamen Blutfluss. 3.4) eine live-Bild-Aufnahme eine schnelle Durchblutung. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56415/56415fig3large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56415/56415fig4.jpg"> 
Abbildung 4: grafische Darstellung des ROI 1, ROI 2 und AOP Layouts auf einer Fläche von der Haut. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56415/56415fig4large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.</a>
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td colspan="3">Rest (Referenzbasis) (LSPU)</td>
			<td colspan="4">Langsamen Blutfluss (LSPU)</td>
			<td colspan="4">Mäßige Durchblutung (LSPU)</td>
			<td colspan="4">Schnelle Durchblutung (LSPU)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Meine Flux - ROI 1</td>
			<td>Meine Flux - ROI 2</td>
			<td>Meine Durchblutung</td>
			<td>Meine Flux - ROI 1</td>
			<td>Meine Flux - ROI 2</td>
			<td>Meine Durchblutung</td>
			<td>Blutfluss Erhöhung % gegenüber dem Ausgangswert</td>
			<td>Meine Flux - ROI 1</td>
			<td>Meine Flux - ROI 2</td>
			<td>Meine Durchblutung</td>
			<td>Blutfluss Erhöhung % gegenüber dem Ausgangswert</td>
			<td>Meine Flux - ROI 1</td>
			<td>Meine Flux - ROI 2</td>
			<td>Meine Durchblutung</td>
			<td>Blutfluss Erhöhung % gegenüber dem Ausgangswert</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>157,9</td>
			<td>35.1</td>
			<td>122,8</td>
			<td>178,5</td>
			<td>41,6</td>
			<td>136,9</td>
			<td>10.9</td>
			<td>216.9</td>
			<td>44,6</td>
			<td>172,3</td>
			<td>33,5</td>
			<td>418.9</td>
			<td>77,5</td>
			<td>341,4</td>
			<td>94,2</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>
Tabelle 1: Flux in LSPU für ROI 1 und 2 der ROI bei Studienbeginn, langsam, mäßig und schnell Blut fließen. Erhöhung der Blut-Fluss wird als prozentuale Veränderung von einer Grundlinie Bühne ausgedrückt.
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56415/56415fig5.jpg"> 
Abbildung 5: Beispiel für ROI 1 und ROI 2 Positionierung auf einer Fläche der Haut (Oberschenkel). Eine 16-Farbpalette zeigt die Lavers der Verbandwechsel. Daten für ROI 1 und 2 der ROI im Perfusion Einheiten aufgezeichnet und abgezogen wie in Gleichung 1 für die Messung der Mikrozirkulation des Blutes. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56415/56415fig5large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.</a>

Diese Studie stellt eine neuartige Technik für die Messung und Analyse von wechselnden Geschwindigkeiten von Blut Mikrozirkulation in einem einzigen Experiment mit einem Laser-Speckle-Kontrast-Imager.

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

The laser speckle contrast imager (LSCI) provides a powerful yet simple technique for measuring microcirculatory blood flow. Ideal for blood dynamic ...

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.Die 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.

a-novel-approach-to-overcome-movement-artifact-when-using-laser

Research

Forschung

JoVE Journal

Medicine

Medizin

Dieses Video zeigt, wie ein Laser bauen Speckle Contrast Imaging (LSCI) System, das problemlos eingesetzt werden können, um den Blutfluss zu überwachen.

Wie man einen Laser bauen Speckle Contrast Imaging (LSCI) System, um den Blutfluss überwachen

Micro-Particle Image Velocimetry (μPIV) wird verwendet, um gepaart Bilder von Mikro-Partikel im Blut fließt die kreuzkorrelierten um eine genaue Geschwindigkeitsprofil geben sind ausgesät visualisieren. Schergeschwindigkeit, maximale Geschwindigkeit, Geschwindigkeit Profilform und Strömungsgeschwindigkeit, von denen jede klinische Anwendungen hat, können aus diesen Messungen abgeleitet werden.

Micro-Particle Image Velocimetry für Velocity Micro Profil Messungen der Blut fließt

Diese Studie führt ein Protokoll zur Messung der Mikrozirkulation in menschlichen Mundschleimhaut durch Laser-Speckle-Kontrast-Bildgebung. Die Überwachung der Wundheilung nach Vestibulumplastik kombiniert mit einem xenogenen Kollagen Graft auf ein klinischer Fall zur Geltung kommt.

Ein neuer Ansatz zur Überwachung Graft Neovaskularisation in der menschlichen Gingiva

Dieses Protokoll zeigt, wie ultraschnelle Ultraschall-Doppler-Bildgebung angewendet wird, um Blutflüsse zu quantifizieren. Nach einer 1 s langen Erfassung hat der Experimentator Zugriff auf einen Film des gesamten Sichtfeldes mit axialen Geschwindigkeitswerten für jedes Pixel pro ≈0,3 ms (abhängig von der Ultraschallzeit des Fluges).

Blutfluss-Bildgebung mit ultraschnellem Doppler

Die Rekrutierung von Leukozyten und Blutplättchen stellt eine wesentliche Komponente dar, die für das effektive Wachstum von Kollateralarterien während der Arteriogenese notwendig ist. Die Multiphotonenmikroskopie ist ein effizientes Werkzeug zur Verfolgung der Zelldynamik mit hoher räumlicher und zeitlicher Auflösung in vivo und geringerer Phototoxizität, um die Rekrutierung und Extravasation von Leukozyten während der Arteriogenese zu untersuchen.

Multiphotonen-Intravital-Bildgebung zur Überwachung der Leukozytenrekrutierung während der Arteriogenese in einem murinen Hintergliedmaßenmodell

Um die Regulierung des zerebralen Blutflusses in vivo zu untersuchen, sind traditionelle pharmakologische Methoden invasiv und schädigen oft den Schädel, die Dura und die Leptomeninge. In dieser Arbeit haben wir eine minimal-invasive Technik entwickelt, die die Nanoinjektor-gesteuerte intrazisternale Magna (ICM) Injektion mit Laser-Speckle-Kontrastbildgebung kombiniert, um die Integrität des Schädels und der Leptomeninge zu erhalten.

Gepaarter Cisterna Magna Nanoinjektions- und Laser-Speckle-Kontrastbildgebungs-Assay zur Untersuchung der Regulierung des zerebralen Blutflusses in vivo

Ein Laser-Speckle-Kontrastbildgebungssystem wurde verwendet, um die Veränderungen im renalen mikrovaskulären Blutfluss während einer einseitigen Nierischämie-Reperfusion nach der Resektion der rechten Niere bei Mäusen zu überwachen.

Mikrovaskuläre Perfusion überwacht durch Laser-Speckle-Kontrastbildgebung während der Nierenischämie-Reperfusionsverletzung bei Mäusen

Wir Detail eines neuen Nah-Infrarot-Fluoreszenz (NIRF) Katheter für die 2-dimensionale intravaskulären molekulare Bildgebung von Plaque...

In vivo Near Infrared Fluorescence (NIRF) intravaskuläre Molecular Imaging von entzündlichen Plaque, einen multimodalen Ansatz, um Imaging der Atherosklerose

Kontrastverstärkte Kleintier-Schiff Bildgebung durch MicroCT ist eine schnelle, kostengünstige und High-Throughput-Verfahren für die...

Kontrastverstärkten Vessel Imaging mit MicroCT

Bronchial thermoplasty ist eine nicht-medikamentöse Verfahren zur schwerem persistierendem Asthma, thermische Energie, um die Atemwege Wand liefert in einer genau kontrollierten Art und Weise eine übermäßige glatten Muskulatur der Atemwege zu reduzieren. Reduzierung der glatten Muskulatur der Atemwege verringert die Fähigkeit der Atemwege einengen, wodurch die Häufigkeit der Asthma-Anfälle.

Bronchial Thermoplastie: einen neuen therapeutischen Ansatz bis schwerem Asthma

Lernen Sie eine Methode zur Bewegungsartefakt-Korrektur bei der Laser-Speckle-Kontrast-Bildgebung zur Messung wechselnder Blutmikrozirkulationsgeschwindigkeiten. Diese Technik ermöglicht präzise Analysen für klinische Anwendungen.

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

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

Weitere Videos entdecken