簡(jiǎn)介
激光散斑成像技術(shù)自20世紀(jì)80年代Briers等人提出后逐漸被用于監(jiān)測(cè)人的皮膚、眼底的血流分布等。激光散斑是指當(dāng)激光照射在相對(duì)粗糙（和光的波長相比）的物體表面上，經(jīng)過不同光程的散射光之間相互干涉掂器，有些地方干涉加強(qiáng)狞谱，有些地方干涉削弱，形成的隨機(jī)干涉圖樣掰读。這種斑紋與被測(cè)表面的結(jié)構(gòu)有關(guān)谒撼。當(dāng)被激光照亮的區(qū)域經(jīng)過電荷耦合攝像器件（CCD）成像系統(tǒng)時(shí)，產(chǎn)生顆粒狀或斑紋狀像面散斑，如果散射介質(zhì)在運(yùn)動(dòng)，圖像中的每一個(gè)象素將產(chǎn)生隨時(shí)間變化的散斑圖樣叙甸。在時(shí)間和空間上的強(qiáng)度變化包含著散射介質(zhì)的運(yùn)動(dòng)信息僚祷。激光散斑成像技術(shù)通過CCD相機(jī)對(duì)散斑圖樣成像感昼，分析由流速引起的空間模糊程度來獲得高空間和時(shí)間分辨率的二維流速分布圖，從而求出相對(duì)速度奸绷。利用CCD顯微測(cè)量技術(shù)計(jì)算血管管徑的變化畔派，根據(jù)血流速度和管徑的變化計(jì)算出血流量的變化。
激光散斑成像作為一種新的區(qū)域性流速監(jiān)測(cè)技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)在無需掃描的條件下躺孝，以較高的空間分辨率（13μm）和時(shí)間分辨率（25ms）活體、動(dòng)態(tài)、非接觸地監(jiān)測(cè)血流速度、血管管徑和血流量的變化乏苦，獲得血流動(dòng)力學(xué)的多個(gè)指標(biāo)旬蟋。采用激光散斑成像技術(shù)監(jiān)測(cè)大鼠脊髓正常狀態(tài)和壓迫刺激后脊髓背部表面血管內(nèi)的血流速度和血流量以及血管管徑的變化，為脊髓血流動(dòng)力學(xué)的研究提供一種新方法。
動(dòng)物模型
成年雌性SD大鼠10只，體重（250±20）g埋嵌。所有大鼠用10％水合氯醛（400mg／kg）腹腔注射麻醉。咬除T10﹑T11椎板，暴露該節(jié)段硬脊膜，用于探測(cè)脊髓血流動(dòng)力學(xué)的變化悦屏。將35g重物通過2.2mm×5.0mm弧形光滑金屬墊片壓迫于該段脊髓后正中部看蚜，時(shí)間為5min裸卫，制備脊髓壓迫刺激模型。
用立體定位儀固定大鼠脊柱，以消除因呼吸所造成的脊柱運(yùn)動(dòng)顷霹。用電熱毯保持大鼠肛溫在37～39℃炭臭。實(shí)驗(yàn)時(shí)在暴露的硬脊膜表面不斷滴加溫?zé)幔?8℃）的生理鹽水，以盡量保持脊髓的正常生理狀態(tài)。
脊髓血流動(dòng)力學(xué)的監(jiān)測(cè)
利用激光散斑成像系統(tǒng)監(jiān)測(cè)大鼠脊髓血流動(dòng)力學(xué)的變化。
激光散斑成像系統(tǒng)
該系統(tǒng)包括光路和成像系統(tǒng)兩部分猫妙，光路由氦氖（He-Ne）（λ＝632．8nm，3mW）激光器發(fā)出的光束耦合到直徑為8mm的光纖束形成摩瞎；成像系統(tǒng)由帶電子耦合器件（CCD）（Pixelfly，PCO COMPU TER OPTICS）相機(jī)的變焦體視顯微鏡（SZ6045TR洛巢，OLYMPUS）恃慧、圖像采集卡與圖像采集控制軟件、信號(hào)分析軟件構(gòu)成。激光散斑成像技術(shù)能到達(dá)的探測(cè)深度大約在500μm～1mm歧强。
圖像采集與處理
將制作好的大鼠脊髓模型放在體視顯微鏡的正下方妒峦，調(diào)焦，以能夠清楚地觀察到大鼠脊髓背部為準(zhǔn)姜钳。先用白光照射大鼠脊髓背部，利用激光散斑成像系統(tǒng)透過硬脊膜獲得正常大鼠脊髓背部表面血管的白光圖?再改用激光累澡，透過硬脊膜，由計(jì)算機(jī)控制在動(dòng)物模型制作成功后即刻（0min）和10min分別連續(xù)采集20幀正常脊髓背部表面血管的原始散斑圖像旅东，然后保持大鼠位置不動(dòng)，施行壓迫刺激，10min后再采集20幀原始散斑圖像邑闺。每幀原始散斑圖像大小為640象素×480象素，體視顯微鏡的放大倍數(shù)為1.5倍偷厦，激光照射區(qū)域面積為4.2mm×3.2mm忌怎，CCD曝光時(shí)間為20ms勋功。
用Matlab軟件對(duì)原始的散斑圖像進(jìn)行處理，獲得散斑襯比圖和各時(shí)間點(diǎn)的偽彩色血流圖信不，顏色越紅代表相應(yīng)的流速越快。以0min時(shí)的偽彩色血流圖為基準(zhǔn)下硕，各時(shí)間點(diǎn)上的偽彩色血流圖與它相比較糊昙，通過Matlab軟件計(jì)算得出正常狀態(tài)下10min時(shí)和壓迫刺激后10min時(shí)脊髓血流動(dòng)力學(xué)指標(biāo)變化的百分?jǐn)?shù)没咙。
監(jiān)測(cè)指標(biāo)
選擇大鼠脊髓背部表面正中血管（血管2）及其分支（血管1）和血管旁無明顯可見血管區(qū)域（原始面積為0．5mm×0．5mm）進(jìn)行血流動(dòng)力學(xué)的研究，監(jiān)測(cè)血管旁無明顯可見血管區(qū)域的血流速度（A）茎毁、血管1的血流速度（B）充岛、血管2的血流速度（C）保檐、血管2的管徑（D）和血管2內(nèi)血流量（E）的變化耕蝉。
結(jié)果分析
在白光的照射下崔梗，利用激光散斑成像系統(tǒng)，可以觀察血流的方向垒在。大鼠脊髓T10～T11節(jié)段背部表面的可見血管幾乎全為靜脈蒜魄。正中的一條粗大血管為脊髓后靜脈扔亥，其余血管為其分支。
從偽彩色血流圖上可以看到：正常狀態(tài)下10min時(shí)谈为，血管2和部分分支血管的顏色與0min相比旅挤，顏色略淡，血流速度略慢伞鲫，而管徑無明顯變化粘茄，可能與手術(shù)操作和脊髓失去了正常的體內(nèi)環(huán)境而受外環(huán)境的影響有關(guān)；脊髓壓迫刺激后10min時(shí)與正常狀態(tài)下10min時(shí)相比秕脓，幾乎所有血管顏色明顯變淡柒瓣，血流速度減慢，血管2和部分分支血管的管徑也有所縮小吠架，有的小分支血管甚至消失芙贫。激光散斑成像系統(tǒng)可以靈敏地監(jiān)測(cè)到脊髓正常狀態(tài)下和受壓迫刺激后血流動(dòng)力學(xué)的變化。
激光散斑成像技術(shù)無需注入造影劑傍药，無需掃描磺平，操作簡(jiǎn)便，可透過硬脊膜或其他一定厚度組織拐辽，以較高的空間分辨率（13μm）和時(shí)間分辨率（25ms）活體拣挪、動(dòng)態(tài)、非接觸地監(jiān)測(cè)血流動(dòng)力學(xué)的變化薛训，獲得血流速度媒吗、血管管徑和血流量的多個(gè)血流動(dòng)力學(xué)指標(biāo)，并且能夠明顯地觀察血流方向乙埃，從而區(qū)分動(dòng)闸英、靜脈。處理后的偽彩色血流圖可以直觀地觀察血流速度的變化和血管的膨脹或收縮介袜，還可以從偽彩色血流圖上任意選擇感興趣的區(qū)域進(jìn)行血流動(dòng)力學(xué)的研究甫何。研究脊髓血管形態(tài)的方法常用的有掃描電子顯微鏡法，血管造影法遇伞，膠質(zhì)碳灌注法辙喂，它們都需要將動(dòng)物處死，并且需要掃描或注入外源性物質(zhì)鸠珠。而作者利用激光散斑成像系統(tǒng)在白光照射下巍耗，可以很容易的活體觀察到血流的方向，區(qū)分動(dòng)脈和靜脈渐排。激光散斑成像技術(shù)可以準(zhǔn)確炬太、動(dòng)態(tài)、活體驯耻、非接觸地監(jiān)測(cè)脊髓血流動(dòng)力學(xué)的變化亲族，直觀地觀察血管形態(tài)和血流速度的改變炒考，為研究實(shí)驗(yàn)性脊髓壓迫刺激或損傷前后以及藥物干預(yù)等條件下血流動(dòng)力學(xué)的變化提供了一種確實(shí)、可靠的監(jiān)測(cè)手段霎迫。
文獻(xiàn)引用：
1.Platelet adhesion and arteriolar dilation in the photothrombosis: observation with the rat closed cranial and spinal windows[J]. Mami Ishikawa;;Eiichi Sekizuka;;Chikara Oshio;;Shuzo Sato;;Noriyuki Yamaguchi;;Satoshi Terao;;Kosuke Tsukada;;Haruyuki Minamitani;;Takeshi Kawase.Journal of the Neurological Sciences,2002(1)
2.蘇昊,鄭啟新,駱清銘.激光散斑成像技術(shù)監(jiān)測(cè)脊髓血流動(dòng)力學(xué)的實(shí)驗(yàn)研究[J].華中科技大學(xué)學(xué)報(bào)(醫(yī)學(xué)版),2009,38(01):106-109.
