激光散斑血流成像儀（Laser Speckle Contrast Imaging, LSCI）是一種非侵入性的成像技術(shù)，用于實(shí)時(shí)測量組織中的血流動(dòng)態(tài)。它通過記錄激光照射在組織表面后形成的散斑圖案來評估血流變化。為了更加有效掌握血流成像儀的使用技巧和實(shí)驗(yàn)應(yīng)用，腦聲常談特別開啟了散斑血流成像專題，我們將深入淺出與大家共同探討交流相關(guān)實(shí)驗(yàn)技術(shù)。

基本原理

典型的LSCI系統(tǒng)主要包括光源、成像模塊、圖像采集模塊及散斑圖像處理模塊。采用相干激光作為光源，調(diào)節(jié)激光束的光斑尺寸，使其均勻照射感興趣區(qū)域的散射粒子（如血紅細(xì)胞）；散射光相干形成的散斑圖像通過光學(xué)成像系統(tǒng)Microscope成像到CCD或CMOS相機(jī)上，由圖像采集模塊記錄原始散斑圖像。散斑圖像強(qiáng)度在空間和時(shí)間上的變化包含著運(yùn)動(dòng)散射體的速度信息，散射體的運(yùn)動(dòng)速度越快，散斑圖案波動(dòng)得越快。通過分析散斑圖樣光強(qiáng)的時(shí)間和空間統(tǒng)計(jì)特性，可以對散斑顆粒（比如血紅細(xì)胞）的運(yùn)動(dòng)速度進(jìn)行評估。

近紅外組織血流灌注成像儀，預(yù)約免費(fèi)試用

目前關(guān)于LSCI關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用的研究工作幾乎都是圍繞著以下幾個(gè)方面展開的：1）如何提高成像信噪比；2）如何校正光強(qiáng)分布不均勻；3）如何校正運(yùn)動(dòng)偽影；4）如何校正失焦模糊；5）如何消除靜態(tài)散射光；6）如何校正動(dòng)態(tài)散斑襯比模型；7）如何提高定量分析能力；8）如何提高成像深度。圖2從高分辨率、高信噪比、高精度、大成像深度等方面對上述關(guān)鍵問題進(jìn)行了分類并給出了對應(yīng)的解決思路，圖中重疊區(qū)域表示LSCI不同關(guān)鍵問題和技術(shù)難題之間往往相互關(guān)聯(lián)、相互影響，并存在復(fù)雜的耦合關(guān)系，這也體現(xiàn)了LSCI關(guān)鍵問題解決方法與技術(shù)發(fā)展方向的多元性。

大成像深度LSCI技術(shù)

LSCI技術(shù)通常需要透過厚厚的組織皮層來獲取血流信息，而近紅外光的穿透能力有限，無法對深部血流清晰成像。為了提高LSCI技術(shù)的成像深度，拓展其在腦科學(xué)、臨床診斷和手術(shù)輔助等領(lǐng)域的應(yīng)用，學(xué)者們分別從照明方式、探測方式以及成像方式等方面優(yōu)化LSCI的成像深度，提出了多曝光成像、線光源掃描照明的橫向激光散斑血流分析方法、結(jié)構(gòu)光照明方法、散斑襯比光學(xué)層析方法（SCOT）、內(nèi)窺鏡式LSCI、光透明顱骨窗技術(shù)、透射式成像等大成像深度LSCI技術(shù)，以提高和優(yōu)化LSCI的成像深度。

新型LSCI系統(tǒng)及其應(yīng)用

隨著LSCI在信噪比、分辨率、測量精度、成像深度等關(guān)鍵技術(shù)方面取得新進(jìn)展，一系列新型LSCI應(yīng)用系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生，以適應(yīng)復(fù)雜多樣的生物體結(jié)構(gòu)和應(yīng)用場景。新型LSCI應(yīng)用系統(tǒng)主要包括便攜式LSCI、內(nèi)窺式LSCI、頭戴式LSCI和多模態(tài)LSCI等，這些系統(tǒng)不僅能夠使醫(yī)生的操作更加便捷，還能夠使LSCI在臨床上的應(yīng)用從體表深入體內(nèi)，全覆蓋術(shù)前、術(shù)中、術(shù)后三大場景，形成診療閉環(huán)，促進(jìn)了LSCI在心腦血管疾病、腦認(rèn)知與行為科學(xué)等基礎(chǔ)研究領(lǐng)域的應(yīng)用。

頭戴式LSCI系統(tǒng)簡介

頭戴式LSCI系統(tǒng)在腦認(rèn)知與行為科學(xué)等基礎(chǔ)研究領(lǐng)域，一些行為實(shí)驗(yàn)往往需要捕獲自由移動(dòng)情況下的小鼠頭部腦血流。頭戴式LSCI圖像采集裝置將CMOS相機(jī)和微型鏡頭集成在一塊印刷電路板（PCB）上，然后對整個(gè)模塊在尺寸和重量上進(jìn)行輕型化。這種微型頭戴式LSCI成像裝置可以對自由移動(dòng)的活體進(jìn)行血流成像，既滿足了特定的實(shí)驗(yàn)場景，為研究有意識(shí)和自由運(yùn)動(dòng)的小動(dòng)物的腦血流結(jié)構(gòu)和功能提供了可能性，也避免了由麻醉劑的使用而引入的測量誤差。

頭戴式LSCI系統(tǒng)

多模態(tài)LSCI系統(tǒng)多模態(tài)是新型LSCI技術(shù)發(fā)展的另一個(gè)方向。有研究提出了將LSCI技術(shù)與激光掃描共聚焦顯微鏡相結(jié)合的血流監(jiān)測方法。使用空間限制光刺激視網(wǎng)膜，然后用該組合成像系統(tǒng)監(jiān)測視網(wǎng)膜血管的直徑、血流量和血流速度，分析血管的擴(kuò)張程度，進(jìn)而研究視網(wǎng)膜的功能性充血機(jī)制。提出了雙波長激光散斑血流成像與光學(xué)顯微血管造影相結(jié)合的多模態(tài)成像系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠確定血流量、血紅蛋白濃度以及血液脈管系統(tǒng)形態(tài)學(xué)特征的相對變化，可用于監(jiān)測燒傷組織的血流動(dòng)力學(xué)和研究形態(tài)脈管系統(tǒng)的反應(yīng)。采用腦電測量LSCI集成系統(tǒng)研究了外周電刺激對缺血性腦卒中的治療效果。該系統(tǒng)集成了腦電測量（ECoG）和LSCI技術(shù)，可以同時(shí)測量神經(jīng)元的活動(dòng)和局部腦血流。實(shí)驗(yàn)采用感覺電刺激實(shí)驗(yàn)范式，對腦卒中大鼠模型的前肢、后肢分別施予電刺激，同時(shí)監(jiān)測刺激前后大鼠的電生理和血流動(dòng)力學(xué)變化。可以看出，大鼠腦皮層局部缺血情況在接受電刺激后得到改善，證明在卒中后的早期階段給予電刺激可以起到有效的治療作用。2018年，將LSCI與光學(xué)相干斷層成像結(jié)合，監(jiān)測了小鼠遠(yuǎn)端大腦中動(dòng)脈閉塞（dMCAO）模型急性期的血管動(dòng)態(tài)反應(yīng)，進(jìn)而研究了缺血性腦卒中的病理生理學(xué)。

接受電刺激前后大鼠右腦前肢體感皮層卒中區(qū)域的激光散斑血流隨時(shí)間的變化情況

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找實(shí)驗(yàn)方法，上腦聲常談。