激光散斑血液流動實驗裝置

㈠ 激光散斑的激光散斑成像的應用

由於具有非接觸，無創傷，在體快速成像等優點，激光散斑成像技術非常適用於微循環血流的測量。使用激光散斑技術可以測量血管管徑，血管密度，血液流速和血流灌注量等微循環參數，結合血壓、血氣等生理監測儀器，可以用來研究血液、淋巴液及組織液的流變學特性。通過考察微循環血管的結構，微循環功能以及代謝活動，可以研究炎症、水腫、出血、過敏、休克、腫瘤、燒傷、凍傷、放射損傷等基本病理過程中微循環改變的規律及其病理機制，對疾病診斷，病情分析，救治措施和葯物開發都具有重要的意義 。圖4展示了微循環的相關血流參數以及可應用的血流監測現象，通過這些參數和現象可以獲取血液微循環的功能、結構和代謝信息。
在微循環血流監測中，激光多普勒技術已經非常成熟，激光多普勒血流儀也已完全商品化。理論上，目前激光多普勒血流監測的應用都可以為激光散斑血流成像技術所替代，並且後者具有高時間和空間解析度的全場測量優勢。
腦血流監測
研究表明，大腦神經元活動與局部腦血流變化存在緊密聯系 。Boas 研究小組率先使用激光散斑襯比成像監測腦血流（CBF: Cerebral Blood Flow）的時間和空間變化。他們通過對比激光散斑技術與激光多普勒技術的腦血流測量結果，驗證了激光散斑血流監測技術的有效性 ；並使用該技術監測了皮層擴散抑制（CSD: CorticalSpreading Depression）時皮層和軟腦膜的血流變化 ；Yodh 和 Luo 研究小組研究了對大鼠軀體功能刺激引起的腦血流變化，刺激強度與腦血流變化大小相關 ；結合內源光光譜成像和激光散斑成像技術，可以同時測量腦血流的血氧、血容和流速的變化 ；而結合熒光成像和激光散斑技術，可以測量腦血流和氧化代謝的動態變化。
腸系膜血流和淋巴流監測
腸系膜是一種極薄而透明的膜樣組織，有簡單且完整的微血管網，顯微鏡下能清楚看到微血管、淋巴管及腔內細胞的流動狀態，因此，腸系膜是非常理想的微循環監測模型 ，適用於葯物作用的研究。Tuchin 和 lyanov 等對腸系膜上的不同血管管徑的微循環血流和淋巴流進行了在體監測 ；Cheng 等在腸系膜上滴加不同濃度的酚妥拉明溶液和去甲腎上腺素，觀察微循環在葯物作用下的時空響應特性，為臨床研究葯物的劑量安全性提供了一種新的測試方法 。
皮膚微循環測量
皮膚的真皮層及皮下組織有豐富的微血管，除維持皮膚的營養供應外，還對體溫調節起重要作用。研究皮膚的微循環有利於各類皮膚病，局部炎症、外傷、燒傷和凍傷等診斷和治療。目前激光散斑應用於皮膚微循環的應用較少，Choi 觀察了嚙齒動物背部皮膚的表皮及表皮以下血流變化 ；Bray 比較了激光多普勒和激光散斑的皮膚微循環血流測量 。激光多普勒技術在皮膚微循環測量中的應用非常廣泛：Newton在糖尿病潰爛康復的植皮治療中觀察到在潰爛處底部的血流增加，反映出新生血管的增加[50]；Gschwandtner 測量了缺血性潰爛的血流變化 ；對燒傷的評估發現，高血流灌注區域可以通過葯物和保守治療而恢復，低血流灌注區域則需要重新植皮；Quinn 用它來觀察過敏接觸的炎性反應和刺激反應[56]；激光多普勒成像也被用於皮膚斑，惡性皮膚腫瘤的診斷。