Nowatorskie podejście do przezwyciężania artefaktów ruchowych przy użyciu laserowego systemu obrazowania z kontrastem plamkowym do zmiany prędkości mikrokrążenia krwi

Ogólnym celem tego eksperymentu jest wprowadzenie podejścia do przezwyciężania artefaktów ruchowych przy użyciu laserowego systemu obrazowania z kontrastem plamkowym do zmiennych prędkości mikrokrążenia krwi. Metoda ta może pomóc naukowcom odpowiedzieć na kluczowe pytania w dziedzinie dynamicznych reakcji krwi, w szczególności, gdy chcą ustalić efekt zmiany prędkości mikrokrążenia krwi w jednym eksperymencie. Główną zaletą tej techniki jest to, że przezwycięża główną wadę LSCI, jaką jest wysoka wrażliwość na ruch artefaktów.

Implikacje tej techniki pozwoliły nam ocenić różne sposoby stymulowania krążenia krwi. Jest to istotne klinicznie, ponieważ istnieje proponowany związek między zwiększonym mikrokrążeniem a zmniejszeniem obrzęku w populacjach pooperacyjnych, takich jak pacjenci po całkowitej wymianie stawu biodrowego. Metoda ta może zapewnić wgląd w dynamikę mikrokrążenia, a więc może być również zastosowana w innych eksperymentach, takich jak te dotyczące urządzeń monitorujących, które wspomagają gojenie się ran.

Ogólnie rzecz biorąc, osoby niezaznajomione z tą metodą będą miały trudności, ponieważ LSCI jest bardzo wrażliwy na ruch artefaktów, a więc wykrycie zmian mikrokrążenia nie będzie możliwe, chyba że część ciała będzie całkowicie nieruchoma. Po raz pierwszy pojawiła się potrzeba opracowania tej metody, gdy przyjrzeliśmy się wpływowi elektrycznej stymulacji nerwowo-mięśniowej łydek i przerywanego ucisku pneumatycznego na mikrokrążenie ud. Okazało się, że nastąpił ruch nogi.

Wizualna demonstracja tej metody ma kluczowe znaczenie, ponieważ protokół eksperymentalny może być trudny do wizualizacji, a tym samym trudny do powtórzenia. Aby rozpocząć, podłącz zasilacz, USB i interfejs FireWire do tylnego panelu moorFLPI LSCI. Następnie zamontuj ramię nośne pulpitu za pomocą czterech z moorFLPI LSCI odwróconym do góry nogami i przymocowanym do ramienia nośnego.

Po zamocowaniu obróć wspornik montażowy, aby uzyskać obrazowanie w dół. Poproś uczestnika, aby siedział w pomieszczeniu o kontrolowanej temperaturze przez 10 minut przed jakimkolwiek testem, aby mógł dostosować się do temperatury pokojowej. Upewnij się, że na uczestnika nie padają silne źródła sztucznego światła ani światła słonecznego, ponieważ światło otoczenia może wpływać na wrzosowisko FLPI w pobliżu źródła lasera na podczerwień, które działa na długości 780 nanometrów.

Przetestuj akceptowalność światła w pomieszczeniu, otwierając okno ustawień obrazowania i zasłaniając laser. Jeśli obraz jest prawie całkowicie, nie są wymagane żadne dalsze kroki. W przeciwnym razie jeszcze bardziej zmniejsz światło otoczenia.

Upewnij się, że uczestnik jest zrelaksowany przez cały czas trwania oceny. Poproś ich, aby położyli stopy płasko na ziemi i unikali jakichkolwiek rozmów podczas testu. Teraz umieść osiem centymetrów kwadratowych samoprzylepnego, nieprzezroczystego plastra na obszarze skóry, aby zamaskować przepływ krwi i uwzględnić wadę ruchu artefaktu.

Otwórz oprogramowanie do obrazowania i wybierz przetwarzanie przestrzenne dla 25 klatek na sekundę przechwytywania przy 152 na 113 pikseli. Następnie wybierz pomiar obrazu na żywo. Dostosuj położenie wyczuwarki tak, aby znajdowała się w odległości 20 centymetrów od uczestnika.

Dostosuj także zoom, ostrość i polaryzator, aby zminimalizować odbicia zwierciadlane. Obraz powinien wydawać się dość płaski i pozbawiony funkcji. Ustaw czas ekspozycji na 20 milisekund, aby uzyskać wysoką czułość na małe zmiany i niski strumień.

Użyj częstotliwości wyświetlania 25 Hz i stałej czasowej 0,3 sekundy, aby uwzględnić szybkie zmiany przepływu krwi i uzyskać optymalny kontrast poprzez redukcję szumów obrazu. Następnie utwórz dwa obszary zainteresowania o równych rozmiarach o nazwach ROI 1 i ROI 2. Wyrównaj ROI 2 tak, aby znajdował się w odległości ośmiu centymetrów kwadratowych od nieprzezroczystej plamy na skórze fotografowanej osoby.

Uważaj, aby ROI nie zamieniały się, ale trzymaj je blisko, w odległości od dwóch do czterech centymetrów, aby zmniejszyć potrzebę ponownego centrowania w przypadku, gdy jakikolwiek ruch mechaniczny spowoduje, że ROI 2 nie będzie już znajdować się w nieprzezroczystym obszarze. Na koniec ustaw wartość wzmocnienia na od 70 do 80. Zmniejszy to utratę dokładności w obszarach o niskiej i wysokiej intensywności.

Nagraj pomiar przepływu krwi w formacie wideo i zapisz go do analizy offline za pomocą modułu przeglądu obrazu. Po nagraniu otwórz oprogramowanie do przeglądania obrazów moorFLPI i załaduj wideo do analizy. Obliczyć średni strumień w obrębie ROI po serii zapisów średniego przepływu krwi.

ROI 1 to rzeczywisty pomiar przepływu krwi w skórze, a ROI 2 to wstecznie rozproszony sygnał laserowy plamki skóry z nieprzezroczystej plamy. W przypadku nieprawidłowej konfiguracji obrazy strumienia i surowych plamek skutkują wysokim wzmocnieniem przy słabej widoczności, co spowoduje mniej dokładny pomiar przepływu krwi. Jeśli są prawidłowo skonfigurowane, jak pokazano w tym protokole, wynikowe obrazy mają maksymalną widoczność, co zapewnia wiarygodny wynik.

Prawidłowo skonfigurowane obrazy zapewniają wyraźne zarysowanie między wolnym przepływem krwi a szybkim przepływem krwi. Udało się to osiągnąć dzięki ciągłemu rejestrowaniu danych o zmiennym strumieniu. Po opanowaniu tej techniki można ją wykonać w 20 minut, jeśli zostanie wykonana prawidłowo.

Próbując wykonać tę procedurę, należy pamiętać, że pomiary strumienia są wykonywane w odniesieniu do referencyjnej linii bazowej. W przypadku tej metodyki etap odpoczynku jest wprowadzany jako punkt odniesienia. Dlatego szybki i wolny przepływ krwi jest wyrażony jako procentowa zmiana w stosunku do stanu wyjściowego lub etapu spoczynku.

Po jej opracowaniu technika ta utorowała drogę naukowcom zajmującym się analizą mikrokrążenia krwi do zbadania skuteczności różnych typów urządzeń, które mają na celu zwiększenie przepływu mikrokrążenia. Po obejrzeniu tego filmu powinieneś dobrze zrozumieć, jak mierzyć zmienne prędkości mikrokrążenia krwi za pomocą LSCI i jak przezwyciężyć wszelkie artefakty ruchowe, które mogą wpływać na wynik, jeśli nie zostaną odpowiednio uwzględnione.