血液循環の速度を交互にイメージング システム レーザー レーザースペックル コントラストを使用する場合、動きのアーチファクトを克服するために新たなアプローチ

この実験の全体的な目標は、血液微小循環の速度を交互にするためのレーザースペックルコントラストイメージングシステムを使用する際の運動アーチファクトを克服するアプローチを導入することです。この方法は、研究者が血液動態応答分野の重要な疑問に答えるのに役立ちます。特に、1回の実験で血液微小循環の速度を交互に繰り返す効果を確かめるために、研究者が取り組むことができます。この手法の主な利点は、LSCIの大きな欠点であるアーチファクトの動きに対する感度が高いことを克服することです。

この技術の意味合いにより、血液循環を刺激するさまざまなモードを評価することができました。人工股関節全置換術患者などの術後集団における微小循環の増加と浮腫の減少との間には関係が提案されているため、これは臨床的に関連しています。この方法は、微小循環のダイナミクスに関する洞察を提供できるため、創傷治癒を促進するモニタリングデバイスを検討する実験など、他の実験にも適用できます。

一般に、LSCIは人工物の動きに非常に敏感であり、身体の一部が完全に静止していないと微小循環の変化を検出することができないため、この方法に慣れていない人は苦労します。この方法を開発する必要が最初にあったのは、ふくらはぎの神経筋の電気刺激と間欠的な空気圧圧迫が大腿部の微小循環に及ぼす影響を調べたときでした。脚の動きがあることがわかりました。

この手法は、実験プロトコルを視覚化するのが難しく、したがって再現が難しいため、視覚的にデモンストレーションすることが重要です。まず、電源、USB、およびFireWireインターフェースをmoorFLPILSCIの背面パネルに接続します。次に、moorFLPI LSCIを逆さまにしてサポートアームに固定した状態で、4本のネジを使用してデスクトップサポートアームを組み立てます。

取り付けたら、取り付けブラケットを回転させて下向きに撮像します。被験者にテストの前に10分間温度管理された部屋に座ってもらい、室温に適応できるようにします。周囲光は、780ナノメートルで動作する赤外線レーザー光源の近くのmoorFLPIに影響を与える可能性があるため、参加者を照らす人工光や太陽光の強い光源がないことを確認してください。

イメージングセットアップウィンドウを開き、レーザーを遮って、室内の光の許容性をテストします。画像がほぼ完全に黒の場合、それ以上の手順は必要ありません。それ以外の場合は、周囲光をさらに減らします。

評価全体を通して参加者がリラックスしていることを確認します。テスト中は足を地面に平らに置き、会話を避けます。次に、8平方センチメートルの粘着性不透明なパッチを皮膚領域に配置して、血流を隠し、アーティファクトの動きの欠点を考慮します。

イメージングソフトウェアを開き、152 x 113 ピクセルで 25 フレーム/秒のキャプチャの空間処理を選択します。次に、ライブ画像測定を選択します。イメージャーの位置を調整して、参加者から 20 センチ離れるようにします。

また、ズーム、フォーカス、偏光子を調整して、鏡面反射を最小限に抑えます。画像は非常に平坦で特徴がないように見えるはずです。露光時間を20ミリ秒に設定すると、小さな変化や低フラックスに対する高感度が得られます。

25 ヘルツの表示速度と 0.3 秒の時定数を使用して、急激な血流の変化を考慮し、画像ノイズを低減して最適なコントラストを実現します。次に、ROI 1 と ROI 2 という名前の 2 つの等しいサイズの関心領域を作成します。ROI 2 を、被験者の皮膚の不透明なパッチの 8 平方センチメートル以内に収まるように位置合わせします。

ROIが入れ替わらないように注意しますが、機械的な動きによってROI 2が不透明な領域に存在しなくなった場合に備えて、再センタリングの必要性を減らすために、ROIを2〜4センチメートル以内に近づけてください。最後に、ゲイン値を70〜80に設定します。これにより、低強度領域と高強度領域で失われる精度が減少します。

血流測定値をビデオ形式で記録し、画像レビューモジュールを使用してオフライン分析のために保存します。録画したら、moorFLPI画像レビューソフトウェアを開き、分析のためにビデオをロードします。平均血流の一連の記録に続くROI内の平均フラックスを計算します。

ROI 1 は皮膚の血流の実際の測定値であり、ROI 2 は不透明なパッチからの後方散乱レーザー スペックル皮膚信号です。正しく設定されていないと、フラックス画像と未加工のスペックル画像が高ゲインになり、視認性が低下し、血流測定の精度が低下します。このプロトコルに示すように、適切に設定されている場合、結果のイメージは最大の可視性を持ち、信頼性の高い結果が得られます。

適切に構成された画像により、遅い血流と速い血流を明確に区別できます。これは、交互の磁束の連続的なデータ記録で達成されました。このテクニックを習得すると、適切に実行すれば20分で完了します。

この手順を試行する際は、磁束測定が参照ベースラインを基準にして行われることを覚えておくことが重要です。この方法論の場合、残りのステージが参照ベースラインとして導入されます。したがって、速い段階と遅い段階の血流は、ベースラインまたは安静時からの変化率で表されます。

その開発後、この技術は、血液微小循環分析の分野の研究者が微小循環の流れを増やすことを目的としたさまざまなタイプのデバイスの有効性を探求する道を開きました。このビデオを見れば、LSCIを使用して血液の微小循環の交互の速度を測定する方法と、適切に考慮されていない場合に結果に影響を与える可能性のある運動アーチファクトを克服する方法について十分に理解できるはずです。