Un nuovo approccio per superare artefatto movimento quando si utilizza un contrasto di Laser Speckle Imaging System per alternando velocità della microcircolazione sanguigna

L'obiettivo generale di questo esperimento è quello di introdurre un approccio per superare gli artefatti del movimento quando si utilizza un sistema di imaging a contrasto laser speckle per alternare le velocità della microcircolazione sanguigna. Questo metodo può aiutare i ricercatori a rispondere a domande chiave nel campo delle risposte dinamiche del sangue, in particolare, quando si cerca di determinare l'effetto dell'alternanza delle velocità della microcircolazione sanguigna in un singolo esperimento. Il vantaggio principale di questa tecnica è che supera un grave difetto della LSCI, che è l'elevata sensibilità al movimento degli artefatti.

Le implicazioni di questa tecnica ci hanno permesso di valutare diverse modalità di stimolazione della circolazione sanguigna. Questo è clinicamente rilevante, in quanto esiste una relazione proposta tra l'aumento del microcircolo e la riduzione dell'edema nelle popolazioni post-chirurgiche, come i pazienti con sostituzione totale dell'anca. Questo metodo può fornire informazioni sulle dinamiche della microcircolazione e quindi potrebbe essere applicato anche ad altri esperimenti, come quelli che esaminano i dispositivi di monitoraggio che promuovono la guarigione delle ferite.

In generale, gli individui che non hanno familiarità con questo metodo avranno difficoltà perché la LSCI è molto sensibile al movimento degli artefatti, e quindi il rilevamento dei cambiamenti del microcircolo non sarà possibile a meno che la parte del corpo non sia tenuta completamente ferma. Abbiamo avuto la necessità di sviluppare questo metodo per la prima volta quando abbiamo esaminato l'effetto della stimolazione elettrica neuromuscolare del polpaccio e della compressione pneumatica intermittente sulla microcircolazione della coscia. Abbiamo scoperto che c'era movimento della gamba.

La dimostrazione visiva di questo metodo è fondamentale, in quanto il protocollo sperimentale potrebbe essere difficile da visualizzare e quindi difficile da replicare. Per iniziare, collegare l'alimentatore, l'USB e l'interfaccia FireWire al pannello posteriore del moorFLPI LSCI. Quindi, assemblare il braccio di supporto da tavolo utilizzando quattro viti con il moorFLPI LSCI capovolto e fissato al braccio di supporto.

Una volta fissata, ruotare la staffa di montaggio per l'imaging verso il basso. Far sedere il partecipante in una stanza a temperatura controllata per 10 minuti prima di qualsiasi test in modo che possa adattarsi alla temperatura della stanza. Assicurarsi che non ci siano forti fonti di luce artificiale o luce solare che brillano sul partecipante, poiché la luce ambientale potrebbe influenzare il moorFLPI vicino alla sorgente laser a infrarossi, che opera a 780 nanometri.

Testare l'accettabilità della luce della stanza aprendo la finestra di configurazione dell'imaging e ostruendo il laser. Se l'immagine è quasi completamente nera, non sono necessari ulteriori passaggi. In caso contrario, ridurre ulteriormente la luce ambientale.

Assicurati che il partecipante sia rilassato durante la valutazione. Chiedi loro di appoggiare i piedi a terra ed evitare qualsiasi conversazione durante il test. Ora, posiziona otto centimetri quadrati di un cerotto opaco adesivo sull'area della pelle per mascherare il flusso sanguigno e per tenere conto dell'inconveniente del movimento degli artefatti.

Aprire il software di imaging e selezionare l'elaborazione spaziale per 25 fotogrammi al secondo di acquisizione a 152 x 113 pixel. Quindi selezionare la misurazione dell'immagine dal vivo. Regolare la posizione della termocamera in modo che si trovi a 20 centimetri di distanza dal partecipante.

Inoltre, regola lo zoom, la messa a fuoco e il polarizzatore per ridurre al minimo la riflessione speculare. L'immagine dovrebbe apparire piuttosto piatta e priva di caratteristiche. Impostare un tempo di esposizione di 20 millisecondi per un'elevata sensibilità a piccole variazioni e un flusso basso.

Utilizzare una frequenza di visualizzazione di 25 hertz e una costante di tempo di 0,3 secondi per tenere conto delle rapide variazioni del flusso sanguigno e ottenere un contrasto ottimale riducendo il rumore dell'immagine. Quindi, crea due aree di interesse di uguali dimensioni denominate ROI 1 e ROI 2. Allinea ROI 2 in modo che rientri negli otto centimetri quadrati della macchia opaca sulla pelle del soggetto.

Fare attenzione in modo che le ROI non si scambino, ma tenerle vicine, entro due o quattro centimetri, per ridurre la necessità di recentramento nel caso in cui qualsiasi movimento meccanico faccia sì che la ROI 2 non sia più nell'area opaca. Infine, imposta il valore di guadagno tra 70 e 80. Ciò ridurrà la perdita di precisione nelle aree a bassa e alta intensità.

Registra la misurazione del flusso sanguigno in formato video e salvala per l'analisi offline utilizzando un modulo di revisione delle immagini. Una volta registrato, apri il software di revisione delle immagini moorFLPI e carica il video per l'analisi. Calcolare il flusso medio all'interno dei ROI a seguito di una serie di registrazioni del flusso sanguigno medio.

ROI 1 è la misura reale del flusso sanguigno cutaneo e ROI 2 è il segnale cutaneo a macchie laser retrodiffuso dal cerotto opaco. Se non configurate correttamente, le immagini del flusso e dello speckle grezzo producono un guadagno elevato con scarsa visibilità, che si tradurrà in una misurazione del flusso sanguigno meno accurata. Se configurate correttamente, come mostrato in questo protocollo, le immagini risultanti hanno la massima visibilità per un risultato affidabile.

Le immagini configurate correttamente consentono di definire chiaramente il flusso sanguigno lento e il flusso sanguigno veloce. Ciò è stato ottenuto in una registrazione continua dei dati di un flusso alternato. Una volta padroneggiata, questa tecnica può essere eseguita in 20 minuti se eseguita correttamente.

Durante il tentativo di questa procedura, è importante ricordare che le misurazioni del flusso vengono eseguite rispetto a una linea di base di riferimento. Nel caso di questa metodologia, la fase di riposo viene introdotta come base di riferimento. Pertanto, un flusso sanguigno a digiuno e uno lento è espresso come variazione percentuale rispetto a un basale o a riposo.

Dopo il suo sviluppo, questa tecnica ha aperto la strada ai ricercatori nel campo dell'analisi del microcircolo sanguigno per esplorare l'efficacia di diversi tipi di dispositivi che mirano ad aumentare il flusso microcircolatorio. Dopo aver visto questo video, dovresti avere una buona comprensione di come misurare le velocità alternate della microcircolazione sanguigna utilizzando LSCI e come superare qualsiasi artefatto di movimento che potrebbe influenzare il risultato se non adeguatamente considerato.