Name: Uma nova abordagem para superar o artefato de movimento usando um contraste de Speckle Laser sistema de imagem de alternância de velocidades da microcirculação (Vídeo) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-08-30T15:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 20 s
Description: Aprenda a superar artefatos de movimento em imagens de contraste de speckle laser para estudar velocidades alternadas da microcirculação sanguínea. Este método melhora a confiabilidade das medições em pesquisas clínicas.

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Os autores têm sem agradecimentos.

o método relatado foi utilizado em um estudo que recebeu aprovação ética do Comitê de ética de pesquisa Bournemouth University em 9 de fevereiro de 2016 (referência 10571).
 1. LSCI configurar <ol><li>Connect moorFLPI LSCI painel traseiro aos seus três terminais (alimentação, Universal Serial Bus (USB) e IEEE1394) para que o sistema função.</li>
	<li>Montar o braço de suporte de Desktop usando os 4 parafusos com a moorFLPI LSCI virado de cabeça para baixo e fixado ao suporte braço</li>
	<li>Girar o suporte de montagem para a imagem latente descendente quando anexado. 
	Nota: O LSCI tem três controles: ajuste de zoom (1) &#8211; com a câmera em uma posição, menos ampliação pode ser ajustada para configurações máximas e mínimas para pequenas e grandes campos de visão respectivamente. Para garantir a repetibilidade, é fornecido um rótulo de anel a indexação; (2) ajuste de foco &#8211; isto é dependente da distância de medição e deve ser ajustado após a posição da imagem tiver sido definida. Para garantir a repetibilidade, é fornecido um rótulo de anel a indexação; e (3) um polarizador &#8211; um filtro polarizador linear está disponível para minimizar a reflexão especular de órgãos expostos &#8211; montagem da rotação pode ser girada 360 °.</li>
	<li>Instalar o software para controlar a câmera. O software é dividido em dois módulos, fornecendo uma função de medição e revisão.</li>
</ol> 2. Preparação do participante <ol><li>certifique-se a avaliação é realizada em uma sala de temperatura controlada (22 ± 1 ° C) e que os participantes estão sentados por 10 minutos antes do teste para se adaptar à temperatura ambiente.</li>
	<li>Evitar uma forte fonte de luz artificial e luz do sol brilhando sobre o participante ou o LSCI como luz ambiente pode afetar o moorFLPI perto da fonte de laser infravermelho operando em 785 nm. 
	Nota: Um teste simples para confirmar se os níveis de luz ambientes são aceitáveis é abrindo a janela de configuração de imagem e obstruindo o laser. Se a imagem é quase completamente preta, então, sem mais etapas são necessárias; se ainda há muito ambiente presente de luz, mais ação é necessária.</li>
	<li>Garantir que os participantes estão relaxados durante a avaliação, com os pés no chão, se sentado e evitar conversas.</li>
	Remendo de <li>lugar 8 cm 2 de adesivo opaco (AOP) (por exemplo, Leukotape) na área da pele para mascarar o fluxo de sangue. Isso é feito para conta para a desvantagem do LSCI em termos de alta sensibilidade ao movimento do artefato, e sinal retrodifusão será usado para a medição do fluxo de sangue microcirculatory.</li>
</ol> 3. Medição de imagem microcirculação <ol><li>selecione &#39; processamento espacial &#39; para 25 quadros por segundo captura a 152 x 113 pixels.</li>
	<li>Escolher &#39; viver medição de imagem &#39; e ajustar a posição do tonalizador 20 cm o participante seguido ajustando o zoom, foco e polarizador para mínima reflexão especular. A imagem deve aparecer bastante &#39; plana &#39; e inexpressivo.</li>
	<li>Definir um tempo de exposição de 20 ms para alta sensibilidade para pequenas mudanças e fluxo baixo.</li>
	<li>Usar uma taxa de exposição de 25 Hz e uma constante de tempo de 0,3 s para contabilizar as mudanças do fluxo de sangue rápido e para alcançar o contraste ideal, reduzindo o ruído de imagem.</li>
	<li>Criar duas regiões de igual tamanho (2cm 2) de interesse (ROI), chamadas ROI 1 e 2 de ROI. Alinhe o ROI 2 assim que fica a cerca de 8 cm 2 AOP. Tenha cuidado para que não são intercâmbio de ROIs mas manteve estreita dentro de 2-4 cm para reduzir a necessidade de re-centralização se qualquer movimento mecânico resulta em ROI 2 não está mais sendo na área AO. 
	Nota: Medição do fluxo de sangue serão menos precisa em áreas de baixa e alta intensidade, por isso é importante ter uma configuração ideal de ganho. Os intervalos de valor de ganho entre 0 - 200. Um valor de ajuste de ganho ideal é alcançado na faixa de 70-80.</li>
	<li>Fluxo de realizar medições em relação a uma base de referência. No caso desta metodologia, apresentar &#39; o resto &#39; palco como uma base de referência. Portanto, expressar um &#39; rápido &#39; e &#39; lento &#39; fase de fluxo de sangue como uma porcentagem mudar de uma linha de base, &#39; resto &#39; fase.</li>
	<li>Registro de medição do fluxo de sangue em formato de vídeo e salvar para análise off-line usando um módulo de análise de imagem.</li>
</ol> 4. Análise off-line Nota: O moorFLPI, Software de análise de imagem permite a abertura de um vídeo para realizar a análise.
<ol><li>Calcular o fluxo médio dentro ROIs após uma série de gravações de má circulação. 1 ROI é a medida real do fluxo de sangue da pele e ROI 2 é o sinal de pele de speckle retroespalhados do laser do AOP.</li>
	<li>Calcular o fluxo de sangue significa subtraindo 2 ROI de ROI 1 (fluxo de sangue da pele). 
	ROI 1 - ROI 2 = fluxo sanguíneo média</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>

Os autores não têm nada para divulgar.

O objetivo deste estudo foi apresentar uma nova técnica para a medição e análise de alternando velocidades da microcirculação em uma única experiência usando o LSCI. As medições podem ser afetadas pela luz ambiente, vibração e movimento participante, incluindo a respiração e se contraindo. As etapas descritas no protocolo todos foram projetadas para minimizar esses efeitos e obter medições confiáveis e reproduzíveis de microcirculação.
Ressalta que cada passo dentro do protocolo é fundamental para uma medição precisa da microcirculação, introduziu a técnica foi descoberta sequencial seguintes testes de todas as opções de configuração possíveis e combinações disponíveis incluindo: tempo constante, configuração de zoom, tempo de exposição, exibir a paleta de imagem taxa, ganho e fluxo. Os resultados foram analisados e repetido usando o monitor de vídeo ao vivo e análise off-line para encontrar a configuração ideal de imagem. Isto era essencial como o software de processamento de imagem usa o facto de alta perfusão produz rápida variação no padrão de salpico do laser, e como resultado uma área de baixo contraste de speckle bem-definidos é produzida em imagem de vídeo. Imagem de perfusão, em seguida, é criada em um mapa com código de cores de perfusão microcirculatory.
Preparação de área e participação experimental é encontrada para ser essencial, e isso pode ser controlado, evitando o trabalho perto de fontes de luz (janela) ou de fortes fontes de luz artificial, como estes podem interferir com a moorFLPI perto da fonte de laser infravermelho. O protocolo também introduziu um AOP como que reconheceu que o movimento de participante e vibração ambiental ambos geram sinais que são indistinguíveis de fluxo sanguíneo. O AOP provou para ser uma escolha simples, mas eficaz, oferecendo uma opção fina mas opaca, leve e acessível, que tinha uma área de superfície microscopicamente áspera para evitar a reflexão especular significativa. Pesquisa preliminar por Omarjee et al . 11 destaca uma limitação potencial pelo qual Leukotape cria uma amplitude de sinal de reflexão diferente da pele e varia significativamente entre os sujeitos; no entanto marinho et al . 1 não encontrado nenhuma diferença drástica entre os participantes. Embora Leukotape seja mais acessível do que outros bespoke, patches adesivo BICAMADA, a precisão da medição da equação (1) poderia ser melhorada usando um AOP alternativo.
A seção de análise off-line destacou a importância de tamanhos de ROIs e sua localização dentro da área de interesse. Inicialmente, um maior ROI 1, aproximadamente 8 cm2, foi julgado que cobriu o ROI 2. Esta metodologia logo se tornou não-confiável devido ao movimento de artefato resultando em ROI 2 mover-se e a experiência ao vivo tinha de parar a fim de re-centralizar o ROI 2. Outra vinda curta foi que devido a ROI 1 sobrepondo o AOP, o fluxo médio já não a área sob AOP em uma conta, como já não havia um sinal retroespalhado. Isto significou uma grande parte da microcirculação foi sendo esquecida e, portanto, os dados resultantes do fluxo não eram corretos. Portanto, uma metodologia na quais dois ROIs de 2 cm2, com um AOP de 8 cm2 e nenhuma interação entre ROI 1 e 2 de ROI (mas guardado dentro de 2 a 4 cm do outro), fornece uma técnica de análise confiável e reproduzível para medição de sangue microcirculação.

Laser do salpico contraste Imaging (LSCI) é um comprovado sem contato, método para a análise de sangue, fluxo da microcirculação1,2,3,4,5,6 de monitoramento em tempo real , 7. the LSCI usado neste trabalho é moorFLPI campo completo. A medição da perfusão de fluxo de sangue em grandes áreas em alta resolução espacial e temporal, usando um fenômeno chamado "speckle laser" é uma das principais vantagens deste dispositivo6. A avaliação em tempo real da microcirculação é feita através de padrões capturados através de uma câmera usando padrões de speckle dispersas. Dado que o moorFLPI LSCI destina-se a investigação clínica e fisiológica, o software de processamento de imagem funciona no fato de que alta perfusão produz rápida variação no padrão de salpico do laser, que em seguida é integrado pelo acusado dispositivo acoplado (CCD) para produzir uma área de baixo contraste8. O contraste é quantificado e o fluxo resultante é cor codificada para produzir uma imagem de perfusão8.
Infelizmente, o LSCI é muito sensível ao movimento do assunto área9, artefato e vibração ambiental. Até à data este forneceu desafiador quando alternando Estados de fluxo foram estudados. Este documento explica os detalhes da técnica explícita descrito em um estudo recente10 onde um dispositivo de estimulação elétrica Neuromuscular foi usado para medir a microcirculação do sangue quando havia movimento do membro a ser examinado.

<table><tbody><tr><td>moorFLPI LSCI</td><td>Moor Instruments</td><td>Não Disponível - Link Online Fornecido na descrição</td><td>moorFLPI é um instrumento projetado para a medição do fluxo sanguíneo dentro da microvasculatura usando análise de contraste de manchas a laser infravermelho.&nbsp; https://gb.moor.co.uk/</td></tr> <tr><td>moorFLPI Módulo de Revisão de Imagem</td><td>Moor Instruments</td><td>Não Disponível - Link Online Fornecido</td><td>Usado com moorFLPI, o usuário pode registrar e medir mudanças no fluxo sanguíneo alterando um mapa codificado por cores da perfusão tecidual. https://gb.moor.co.uk/</td></tr> <tr><td>Leukotape</td><td>BSN Medical</td><td>72978-10</td><td>Fita médica com superfície microporosa. http://www.bsnmedical.co.uk/fileadmin/z-countries/United_Kingdom/PDF/L/Leukotape_K_A46PP_low_res_11112013.pdf</td></tr></tbody></table>

uma nova abordagem para superar o artefato de movimento usando um contraste de speckle laser sistema de imagem de alternância de velocidades da microcirculação

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

O tonalizador de contraste do laser do salpico (LSCI) fornece uma poderosa contudo simples técnica para medir o fluxo sanguíneo microcirculatory. Ideal para respostas dinâmicas de sangue, o LSCI é usado da mesma forma como um convencional Laser Doppler Imager (LDI). No entanto, com uma profundidade máxima de pele de aproximadamente 1 mm, o LSCI destina-se a focar principalmente o fluxo de sangue superficial. Ele é usado para medir áreas de superfície de pele de até 15 cm x 20 cm. A nova técnica introduzida neste papel esclarece alternando velocidades de microcirculations; medição de fluxo de fluxo ou seja, lento e rápido usando o LSCI. A nova técnica também supera a lacuna maior do LSCI, que é a alta sensibilidade ao movimento do artefato. Um adesivo patch opaco (AOP) é introduzido para gravação satisfatória microcirculatory do fluxo de sangue, subtraindo-se o sinal LSCI de AOP do sinal da pele do laser do salpico. A configuração ideal é também definida porque o LSCI é mais poderoso quando as alterações de fluxo são medidas em relação a uma base de referência, com fluxo de sangue microcirculatory expresso em percentagem mudar da linha de base. Estas mudanças podem ser usadas para analisar o status do sistema de fluxo de sangue.

O LSCI experimental Setup é descrito na Figura 1 com ferramentas funcionais identificadas. Uma típica preparação participante para a medição do fluxo de sangue em uma área da coxa anterior é ilustrada. Suporte de montagem ajustável permite a rotação da LSCI para a medição do fluxo de sangue dentro da microvasculatura de qualquer área de pele particular. Figura 2 descreve um exemplo de uma imagem típica do salpico cru e imagem de speckle convertido com bespoke configurações descritas no protocolo para medição da microcirculação.
A Figura 3 mostra um exemplo de área de pele e colocação de AOP (passo 3.1), configuração de imagem crua de LSCI (passo 3.2), uma imagem ao vivo para o fluxo de sangue lento (passo 3.3) e ao vivo de imagem para um fluxo de sangue rápido (passo 3.4) alcançado em uma gravação contínua de dados de um fluxo alternado nos ing moorFLPI LSCI. Configuração de codificação de cores de paleta permite a diferenciação entre níveis de fluxo. Com a padrão paleta de 16 cores, baixo fluxo é visto como azul, valores de fluxo médio são vistos como verde e valores de alto fluxo são vistos como laranja e vermelho.
O fluxo sanguíneo da pele é expresso em unidades de perfusão de salpico do laser (LSPU). A Figura 4 mostra a representação gráfica do ROI 1 e 2 de ROI, AOP em uma área da pele. O fluxo de sangue média é calculado em análise off-line usando os dados de ROI 1 e 2 de ROI e a equação (1).
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56415/56415fig1.jpg"> 
Figura 1: moorFLPI LSCI experimental conjunto cima Braço de suporte de desktop, saídas de cabo, controles de posição (zoom ajuste, ajuste de foco e polarizador), AOP e portátil para configuração de ajuste de imagem. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56415/56415fig1large.jpg" target="_blank">Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56415/56415fig2.jpg"> 
Figura 2: imagem Raw speckle antes da gravação de dados. 2.1 - 2.2) fluxo e imagens de speckle cru de uma configuração mal configurada, resultando em um alto ganho com pouca visibilidade, o que resultará em uma medição menos precisa de fluxo de sangue. 2.3 - 2.4) Sistema configurado conforme protocolo, resultando em um ganho correto com a máxima visibilidade para um resultado confiável. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56415/56415fig2large.jpg" target="_blank">Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56415/56415fig3.jpg"> 
Figura 3: uma visão geral da instalação e registro de medição usando moorFLPI LSCI. 3.1. uma área da pele (coxa), com um 2 cm2 AOP para contabilizar o movimento do artefato. 3.2) uma salpico cru 'plana e inexpressivo' imagem indicando a intensidade de luz de retroespalhamento de boa com a configuração ideal. 3.3) uma gravação ao vivo de imagem de um fluxo de sangue lento. 3.4) uma gravação ao vivo de imagem de um fluxo de sangue rápido. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56415/56415fig3large.jpg" target="_blank">Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56415/56415fig4.jpg"> 
Figura 4: representação gráfica do layout ROI 1 e 2 de ROI, AOP em uma área da pele. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56415/56415fig4large.jpg" target="_blank">Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a>
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td colspan="3">Resto (referência de linha de base) (LSPU)</td>
			<td colspan="4">Fluxo sanguíneo lento (LSPU)</td>
			<td colspan="4">Fluxo sanguíneo moderada (LSPU)</td>
			<td colspan="4">Fluxo de sangue rápido (LSPU)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Quer dizer fluxo - ROI 1</td>
			<td>Quer dizer fluxo - ROI 2</td>
			<td>Quer dizer fluxo sanguíneo</td>
			<td>Quer dizer fluxo - ROI 1</td>
			<td>Quer dizer fluxo - ROI 2</td>
			<td>Quer dizer fluxo sanguíneo</td>
			<td>% Aumento da linha de base do fluxo de sangue</td>
			<td>Quer dizer fluxo - ROI 1</td>
			<td>Quer dizer fluxo - ROI 2</td>
			<td>Quer dizer fluxo sanguíneo</td>
			<td>% Aumento da linha de base do fluxo de sangue</td>
			<td>Quer dizer fluxo - ROI 1</td>
			<td>Quer dizer fluxo - ROI 2</td>
			<td>Quer dizer fluxo sanguíneo</td>
			<td>% Aumento da linha de base do fluxo de sangue</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>
Tabela 1: quer dizer fluxo em LSPU para ROI 1 e 2 de ROI na linha de base, lenta, moderada e rápido fluxo de sangue. Aumento do fluxo de sangue é expresso como uma taxa de variação percentual de um estágio de linha de base.
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56415/56415fig5.jpg"> 
Figura 5: exemplo de ROI 1 e 2 de ROI posicionando-se sobre uma área de superfície da pele (coxa). Uma paleta de 16 cores descreve a lima de perfusions. Dados são registrados para ROI 1 e 2 do ROI nas unidades de perfusão e subtraídos conforme explicado na equação 1 para medição da microcirculação. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56415/56415fig5large.jpg" target="_blank">Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a>

Este estudo apresenta uma nova técnica para a medição e análise de alternando velocidades da microcirculação em uma única experiência usando um gerador de imagens de contraste do laser do salpico.

Uma nova abordagem para superar o artefato de movimento usando um contraste de Speckle Laser sistema de imagem de alternância de velocidades da microcirculação

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

O objetivo geral deste experimento é introduzir uma abordagem para superar o artefato de movimento ao usar um sistema de imagem de contraste de manchas a laser para velocidades alternadas de microcirculação sanguínea. Este método pode ajudar os pesquisadores a responder a perguntas-chave no campo das respostas dinâmicas do sangue, em particular, ao buscar ter certeza do efeito de alternar as velocidades da microcirculação sanguínea em um único experimento. A principal vantagem dessa técnica é que ela supera uma grande deficiência da LSCI, que é a alta sensibilidade ao movimento do artefato.As implicações dessa técnica nos permitiram avaliar diferentes modos de estimular a circulação sanguínea. Isso é clinicamente relevante, pois há uma relação proposta entre o aumento da microcirculação e a redução do edema em populações pós-cirúrgicas, como pacientes com artroplastia total do quadril. Este método pode fornecer informações sobre a dinâmica da microcirculação e, portanto, também pode ser aplicado a outros experimentos, como aqueles que analisam dispositivos de monitoramento que promovem a cicatrização de feridas.Geralmente, indivíduos não familiarizados com esse método terão dificuldades porque a LSCI é muito sensível ao movimento do artefato e, portanto, a detecção de alterações microcirculatórias não será possível a menos que a parte do corpo seja mantida completamente imóvel. Tivemos a necessidade de desenvolver esse método pela primeira vez quando analisamos o efeito da estimulação elétrica neuromuscular da panturrilha e da compressão pneumática intermitente na microcirculação da coxa. Descobrimos que havia movimento da perna.A demonstração visual desse método é crítica, pois o protocolo experimental pode ser difícil de visualizar e, portanto, difícil de replicar. Para começar, conecte a fonte de alimentação, USB e a interface FireWire ao painel traseiro do moorFLPI LSCI. Em seguida, monte o braço de suporte da mesa usando quatro parafusos com o moorFLPI LSCI virado de cabeça para baixo e fixado ao braço de suporte.Uma vez conectado, gire o suporte de montagem para imagens para baixo. Faça com que o participante se sente em uma sala com temperatura controlada por 10 minutos antes de qualquer teste, para que possa se adaptar à temperatura ambiente. Certifique-se de que não haja fontes fortes de luz artificial ou luz solar brilhando sobre o participante, pois a luz ambiente pode afetar o moorFLPI próximo à fonte de laser infravermelho, que opera a 780 nanômetros.Teste a aceitabilidade da luz ambiente abrindo a janela de configuração da imagem e obstruindo o laser. Se a imagem estiver quase completamente preta, nenhuma outra etapa será necessária. Caso contrário, reduza ainda mais a luz ambiente.Certifique-se de que o participante esteja relaxado durante toda a avaliação. Peça-lhes que coloquem os pés no chão e evitem conversas durante o teste. Agora, coloque oito centímetros quadrados de um adesivo opaco na área da pele para mascarar o fluxo sanguíneo e explicar a desvantagem do movimento do artefato.Abra o software de imagem e selecione o processamento espacial para 25 quadros por segundo de captura a 152 por 113 pixels. Em seguida, selecione a medição de imagem ao vivo. Ajuste a posição do gerador de imagens para que fique a 20 centímetros de distância do participante.Além disso, ajuste o zoom, o foco e o polarizador para obter o mínimo de reflexão especular. A imagem deve parecer bastante plana e sem características. Defina um tempo de exposição de 20 milissegundos para alta sensibilidade a pequenas mudanças e baixo fluxo.Use uma taxa de exibição de 25 hertz e uma constante de tempo de 0,3 segundos para levar em conta as mudanças rápidas do fluxo sanguíneo e obter o contraste ideal através da redução do ruído da imagem. Em seguida, crie duas regiões de interesse de tamanho igual chamadas ROI 1 e ROI 2. Alinhe o ROI 2 de modo que fique dentro dos oito centímetros quadrados da mancha opaca na pele do sujeito.Tome cuidado para que as ROIs não sejam intercambiáveis, mas mantenha-as próximas, dentro de dois a quatro centímetros para reduzir a necessidade de recentralização caso algum movimento mecânico resulte na ROI 2 não estar mais na área opaca. Por fim, defina o valor de ganho entre 70 e 80. Isso reduzirá a precisão perdida em áreas de baixa e alta intensidade.Registre a medição do fluxo sanguíneo em formato de vídeo e salve-a para análise offline usando um módulo de revisão de imagem. Uma vez gravado, abra o software de revisão de imagens moorFLPI e carregue o vídeo para análise. Calcule o fluxo médio dentro das ROIs após uma série de registros do fluxo sanguíneo médio.A ROI 1 é a medida real do fluxo sanguíneo da pele e a ROI 2 é o sinal de pele com manchas de laser retroespalhadas da mancha opaca. Quando não configuradas corretamente, as imagens de fluxo e manchas brutas resultam em alto ganho com pouca visibilidade, o que resultará em uma medição de fluxo sanguíneo menos precisa. Se configuradas corretamente, conforme mostrado neste protocolo, as imagens resultantes têm visibilidade máxima para um resultado confiável.Imagens configuradas corretamente resultam em uma definição clara entre fluxo sanguíneo lento e fluxo sanguíneo rápido. Isso foi alcançado em um registro contínuo de dados de um fluxo alternado. Uma vez dominada, essa técnica pode ser feita em 20 minutos se for executada corretamente.Ao tentar este procedimento, é importante lembrar que as medições de fluxo são feitas em relação a uma linha de base de referência. No caso desta metodologia, a etapa de repouso é introduzida como uma linha de base de referência. Portanto, um fluxo sanguíneo rápido e um estágio lento são expressos como uma alteração percentual de um estágio basal ou de repouso.Após seu desenvolvimento, essa técnica abriu caminho para pesquisadores na área de análise microcirculatória do sangue explorarem a eficácia de diferentes tipos de dispositivos que visam aumentar o fluxo microcirculatório. Depois de assistir a este vídeo, você deve ter uma boa compreensão de como medir velocidades alternadas de microcirculação sanguínea usando LSCI e como superar qualquer artefato de movimento que possa afetar o resultado se não for devidamente contabilizado.

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

Research

JoVE Journal

Medicine

Medicina

Este vídeo demonstra como construir um Laser Speckle Contrast Imaging System (LSCI) que pode facilmente ser usado para monitorar o fluxo sanguíneo.

Como construir um Laser Speckle Contrast Imaging System (LSCI) para monitorar o fluxo de sangue

Velocimetria de imagem de micro-partículas (μPIV) é utilizado para visualizar as imagens de micro partículas emparelhadas semeadas nos fluxos de sangue que são interligado para dar um perfil da velocidade precisa. Taxa de cisalhamento, a velocidade máxima, a forma do perfil de velocidade e taxa de fluxo, cada uma das quais tem aplicações clínicas, podem ser derivadas a partir destas medições.

Micro-partículas Velocimetry Imagem para a velocidade Medidas de fluxos de sangue Micro Perfil

Fornecemos aqui uma descrição detalhada do protocolo experimental para imagens com um sistema optoacústico (fotoacústico) portátil recém-desenvolvido para imagens tridimensionais funcionais e moleculares em tempo real. O poderoso desempenho e versatilidade demonstrados podem definir novas áreas de aplicação da tecnologia optoacústica na pesquisa pré-clínica e na prática clínica.

Universal de mão tridimensional Optoacoustic imagem Sonda para Deep Tissue Angiografia Humano e Estudos pré-clínicos funcionais em Tempo Real

Este estudo apresenta um protocolo para medição da microcirculação em mucosa oral humana por imagens de contraste de salpico do laser. O acompanhamento da cicatrização após vestibuloplasty combinado com um enxerto de colágeno xenogénica é apresentado um caso clínico.

Uma nova abordagem para o monitoramento de neovascularização de enxerto na gengiva humana

Este protocolo mostra como aplicar imagens do Doppler ultrarrápida para quantificar os fluxos sanguíneos. Após uma longa aquisição de 1 s, o experimentador tem acesso a um filme do campo de visão completo com valores de velocidade axiais para cada pixel a cada pixel a cada pixel ≈0,3 ms (dependendo do tempo de ultrassom do voo).

Imagem de fluxo sanguíneo com Doppler Ultrarrápido

O recrutamento de leucócitos e plaquetas constitui um componente essencial necessário para o crescimento efetivo das artérias colaterais durante a arteriogênese. A microscopia multifóton é uma ferramenta eficiente para rastrear a dinâmica celular com alta resolução espaço-temporal in vivo e menor fototoxicidade para estudar o recrutamento e extravasamento de leucócitos durante a arteriogênese.

Imagem Intravital Multifóton para Monitoramento do Recrutamento de Leucócitos durante a Arteriogênese em Modelo de Membro Posterior Murino

Um sistema de imagem de contraste a laser foi utilizado para monitorar as mudanças no fluxo sanguíneo microvascular renal durante a isquemia-reperfusão unilateral renal após a resseção do rim direito em camundongos.

Perfusão Microvascular Monitorada por Imagem de Contraste Speckle-Laser durante Lesão por Isquemia-Reperfusão Renal em Camundongos

Detalhamos um novo infravermelho próximo de fluorescência cateter (NIRF) para 2-dimensional imagem intravascular molecular da biologia...

In vivo Near Infrared fluorescência de imagem intravascular (NIRF) Molecular da placa inflamatória, uma Abordagem Multimodal para imagem da Aterosclerose

De contraste de imagem melhorada navio pequeno animal por microCT é uma resposta rápida, técnica de baixo custo e alto rendimento para a...

Contraste de imagem aprimorada navio usando MicroCT

Termoplastia brônquica é um procedimento não-droga para a asma persistente grave que fornece energia térmica para a parede das vias aéreas de uma maneira controlada com precisão para reduzir muscular das vias aéreas excessiva suave. Reduzindo músculo liso das vias respiratórias diminui a capacidade das vias aéreas se contraiam, reduzindo a freqüência de crises de asma.

Termoplastia brônquica: uma nova abordagem terapêutica para Asma Grave

Aprenda a superar artefatos de movimento em imagens de contraste de speckle laser para estudar velocidades alternadas da microcirculação sanguínea. Este método melhora a confiabilidade das medições em pesquisas clínicas.

Uma nova abordagem para superar o artefato de movimento usando um contraste de Speckle Laser sistema de imagem de alternância de velocidades da microcirculação (Vídeo) | JoVE Journal

Uma nova abordagem para superar o artefato de movimento usando um contraste de Speckle Laser sistema de imagem de alternância de velocidades da microcirculação

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