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激光散斑技术在微循环血流监测中的应用

 

基本介绍

      有机体的生命过程是物质、信息和能量三者有组织、有秩序的活动,具体表现为生物个体内各器官、组织细胞之间,物质、信息和能量的传递。在这个过程中,由微动脉、微静脉、毛细血管和动静脉吻合支组成的微循环起着至关重要的作用,直接给细胞供血、供氧、供能量及有关的营养物质,同时还排出对人体有害的代谢产物,是人体的内环境,是生命的最基本的保证。任何器官,任何部位(包括心脏在内)都必须要有一个正常的健康的微循环,否则就会出现相应器官的病变;若微循环不通畅,就好像一块秧田的水渠堵塞,禾苗得不到水分就会枯死一样,各种脏器也会因新陈代谢不正常而出现疾病和衰老等。临床上通过监测血管血流的变化可以对糖尿病、高血压、动脉硬化、老年痴呆及肿瘤等疾病进行早期诊断或者是术后追踪。因此,监测血管的血流在生命科学基础研究、疾病的临床诊断以及药物研发等方面都具有重要的意义。


      目前,监测血流的技术有多种,比如超声多普勒、点式和扫描式激光多普勒等等,但这些技术均有一定的局限性,比如采样速度较慢、空间分辨率低、不能不能监测大面积血流、操作复杂、输出结果不直观、性价比低等等,而激光散斑成像技术则克服了这些局限性。它的基本原理是:当目标受到激光束照射时,反射后的激光形成随机干扰图像(包括亮区和暗区),该图像称为激光散斑图。如果被测目标静止,激光散斑图也保持不变。如果被测物体发生移动,例如组织中的红细胞运动,则激光散斑图会随之波动。激光散斑图的变化速度取决于监测区域内目标移动速度;目标移动速度越快,散斑图变化越明显。散斑变化速度以散斑对比度量化,而对比度与血流相关。

激光散斑技术的应用
 
常见的应用包括:


     (1)实时监测局灶性脑缺血模型的血流和血管管径时空变化,研究不同栓塞时间对栓塞后脑血流以及再灌注脑血流的影响;


     (2)可以研究炎症、水肿、缺血、出血、过敏、休克、肿瘤、烧伤、冻伤、放射损伤等基本病理过程中微循环改变的规律及其病理机制,为疾病诊断、病情分析、救治措施和药物开发提供依据;


     (3)监测皮层扩散抑制(CSD: Cortical Spreading Depression)时皮层和软脑膜的血流变化;


     (4)监测对大鼠躯体功能刺激引起的脑血流变化,刺激强度与脑血流变化大小相关;


     (5)对肠系膜上的不同血管管径的微循环血流和淋巴流进行监测,观察微循环在药物作用下的时空响应特性,适用于药物作用的研究;


     (6)研究皮肤的微循环有利于各类皮肤病、局部炎症、外伤、烧伤和冻伤等诊断和治疗,比如糖尿病溃烂康复的植皮治疗、烧伤后低血流灌注区域的植皮、观察过敏接触的炎性反应和刺激反应以及皮肤斑、恶性皮肤肿瘤的诊断等。

 

     (本文转载丁香园

 

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