激光散斑對(duì)比成像技術(shù)在血流監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

郭樂 海熱古吐遜 周嘉琪 張學(xué)良 努爾尼沙阿力甫

摘 要：激光散斑對(duì)比成像（LSCI）是一種以寬視場(chǎng)方式監(jiān)測(cè)血流速度的非掃描光學(xué)成像技術(shù)。LSCI技術(shù)具有高時(shí)間-空間分辨率、快速實(shí)時(shí)成像、非接觸式、儀器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、無(wú)需造影劑等優(yōu)勢(shì)。本文簡(jiǎn)要介紹了LSCI的基本原理，概述了反射式LSCI和透射式LSCI兩種結(jié)構(gòu)，綜述了LSCI在皮膚血流、大腦皮層和視網(wǎng)膜血流等生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用中的最新研究進(jìn)展，并對(duì)其發(fā)展前景做了進(jìn)一步展望，為血流監(jiān)測(cè)提供理論依據(jù)和實(shí)踐指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：激光散斑對(duì)比成像；組織灌注；血流速度；血流監(jiān)測(cè)；血流微循環(huán)

中圖分類號(hào)：R318；TN249? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? DOI：10.3969/j.issn.1007-7146.2023.01.002

Application of Laser Speckle Contrast Imaging on Blood Flow Detection

GUO Lea， TUXUN Hairegub， ZHOU Jiaqib， ZHANG Xueliangb， ALIFU Nuernishab*

（Xinjiang Medical University a. Institute of Public Health， Xinjiang Medical University；

b. School of Medical Engineering and Technology， Urumqi 830011， China）

Abstract： Laser speckle contrast imaging （LSCI） is a non-scanning optical imaging technique with wide field of view for monitoring blood flow velocity. LSCI technology has advantages of high temporal-spatial resolution， fast real-time imaging， non-contact， simple structure， and no contrast agent. Here we briefly introduced the basic principles of LSCI， structures of reflective-detected LSCI and transmissive-detected LSCI. In addition， this paper reviewed the latest research progress of LSCI in biomedical applications such as skin blood flow， cerebral cortex and retinal blood flow， and makes further prospects for its development， provide theoretical basis and practical guidance for blood flow monitoring.

Key words： laser speckle contrast imaging; tissue perfusion; blood flow velocity; blood flow monitoring; blood microcirculation

（Acta Laser Biology Sinica， 2023， 32（1）： 008-014）

血管及血流微循環(huán)與生命活動(dòng)息息相關(guān)，生物體內(nèi)不同的血流以及微循環(huán)過(guò)程往往對(duì)應(yīng)著不同的生理和病理狀態(tài)［1］。臨床醫(yī)學(xué)上，血管中血流狀態(tài)變化的監(jiān)測(cè)對(duì)眼科疾病、腦中風(fēng)、動(dòng)脈硬化、老年癡呆及腫瘤等［2］疾病的早期診斷及術(shù)后跟蹤起著非常關(guān)鍵的作用。目前，可用的微循環(huán)成像技術(shù)包括激光多普勒血流測(cè)定法（laser doppler flowmetry，LDF）、磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）、光聲層析成像、正電子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層成像（positron emission computed tomography，PET）、光學(xué)相干斷層掃描血管成像（optical coherence tomography angiography，OCTA）和射線照相技術(shù)等［3］。OCTA是一種無(wú)標(biāo)簽的三維成像方式，可以對(duì)組織的內(nèi)在光學(xué)散射特性進(jìn)行可視化［4］。OCTA因其無(wú)需外源性造影劑就可以提供高分辨率和高對(duì)比度的血管造影圖像，被證明是一種有效的高分辨率活體內(nèi)成像工具，并被適用于人體組織樣本的切除和臨床模型［5］。得益于上述優(yōu)勢(shì)，OCTA成為近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的新興無(wú)創(chuàng)、快速準(zhǔn)確、高分辨率的血流成像技術(shù)［6］。然而，上述技術(shù)都存在一些局限性，例如：LDF用于測(cè)量不同血管的血流深度，但掃描時(shí)間較長(zhǎng)［7］；射線照相技術(shù)雖然可以產(chǎn)生三維空間信息，但監(jiān)測(cè)腦血流速度變化的時(shí)間分辨率較低［8］；正電子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層成像和磁共振成像能夠?qū)崿F(xiàn)腦血流（cerebral blood flow，CBF）成像，但無(wú)法提供令人滿意的時(shí)間和空間分辨率［9］。

作為一種全場(chǎng)光學(xué)成像技術(shù)，激光散斑對(duì)比成像（laser speckle contrast imaging，LSCI）具備良好的空間和時(shí)間分辨率，尤其在腦皮層血流、皮膚局部血流、視網(wǎng)膜微血管的實(shí)時(shí)微循環(huán)成像方面受到了廣大科研人員的青睞。LSCI技術(shù)誕生于上世紀(jì)90年代中期。世界上第一臺(tái)商業(yè)化的LSCI儀器于2007年由英國(guó)Moor公司研制成功，成為臨床科研領(lǐng)域提供微循環(huán)血流全視野的成像監(jiān)測(cè)工具［10］。20世紀(jì)80年代初，F(xiàn)ercher和Breiers［11］首次將其用于視網(wǎng)膜血管血流監(jiān)測(cè)。LSCI系統(tǒng)的工作原理是激光光束照射生物組織表面，產(chǎn)生一種稱為散斑的隨機(jī)干涉效應(yīng)，通過(guò)散斑圖像被光學(xué)成像系統(tǒng)送入計(jì)算機(jī)后進(jìn)行偽彩色和散斑對(duì)比度計(jì)算處理，展現(xiàn)出生物組織的清晰血管形態(tài)輪廓和血流的二維分布模式等變化信息［12-13］。LSCI主要集中于散斑圖案的統(tǒng)計(jì)分析，使用這些斑點(diǎn)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可以準(zhǔn)確地估計(jì)血流圖和組織灌注量［14］。LSCI技術(shù)的血流成像分析方法具有非直接接觸性、高時(shí)間分辨率、高空間分辨率及可連續(xù)監(jiān)測(cè)［15］等優(yōu)點(diǎn)。LSCI技術(shù)用于觀察手術(shù)過(guò)程中不同操作引起的血液動(dòng)力學(xué)的動(dòng)態(tài)變化，同時(shí)測(cè)量血管內(nèi)壁的有效流通直徑，并通過(guò)與LDF結(jié)合來(lái)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)血流量的變化情況，計(jì)算獲得精確血流量，為臨床提供參考。

1 LSCI技術(shù)的基本原理及兩種結(jié)構(gòu)

1.1 基本原理

根據(jù)動(dòng)態(tài)光散射理論可知，在動(dòng)態(tài)散斑結(jié)構(gòu)的每個(gè)點(diǎn)上測(cè)量圖像像素的模糊度，通常以散斑對(duì)比度為中心，使用以下公式計(jì)算動(dòng)態(tài)散斑的對(duì)比度：

K==（1）

式中K為散斑對(duì)比值，σ為散斑強(qiáng)度波動(dòng)的標(biāo)準(zhǔn)差，I為動(dòng)態(tài)生物散斑的瞬時(shí)強(qiáng)度，〈I〉為隨時(shí)間變化的平均值。國(guó)外研究人員根據(jù)樣品背向散射光的相關(guān)時(shí)間τc與相機(jī)曝光時(shí)間T的比值，推導(dǎo)出K的公式如下：

K=? ? ［1-exp（-）］（2）

式中T為散斑成像曝光時(shí)間，τc為去相關(guān)時(shí)間。此外，用公式（2）表示時(shí)間平均散斑圖中的散斑對(duì)比度，可以表示為曝光時(shí)間T和公式（3）的函數(shù)。

Vc=（3）

其中Vc為散射體的平均速度，λ為相干源的光學(xué)波長(zhǎng)。

1.2 LSCI兩種結(jié)構(gòu)的對(duì)比分析

LSCI系統(tǒng)分為反射式和透射式兩種。圖1分別顯示了傳統(tǒng)反射式LSCI和透射式LSCI（transmissive-detected laser speckle contrast imaging，TR-LSCI）成像系統(tǒng)的示意圖。對(duì)于TR-LSCI，激光二極管安裝在支架上，并由電流控制器和溫度控制器控制。激光二極管發(fā)出的光照射在樣品下方，光束穿過(guò)整個(gè)樣品并通過(guò)立體顯微鏡收集。相反，對(duì)于常規(guī)LSCI，激光二極管在樣品上方傾斜照射，激光束被樣品表面散射并進(jìn)入立體顯微鏡。

常規(guī)的LSCI采用反射檢測(cè)模式，已廣泛應(yīng)用于微循環(huán)的基礎(chǔ)研究［16］，其功能與一系列臨床癥狀高度相關(guān)，如糖尿病［17］、缺血性中風(fēng)［18］、冠心病［19］和外周動(dòng)脈疾病［20］。通過(guò)基于手術(shù)的開放式顱骨窗口、變薄的顱骨窗口和無(wú)手術(shù)的顱骨光學(xué)清除窗口等，使用傳統(tǒng)的反射式LSCI技術(shù)可清楚地觀察到皮質(zhì)血流分布［21］。除此之外，通過(guò)皮褶室窗口和皮膚光學(xué)清除窗口，傳統(tǒng)LSCI還可以提供具有單個(gè)血管分辨率的皮膚血流成像圖［22］。然而，如果沒有上述窗口，光線將會(huì)穿透深層血管以上的上層組織，在此過(guò)程中，光強(qiáng)不斷衰減，使得上層的靜態(tài)斑點(diǎn)強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于深層目標(biāo)的動(dòng)態(tài)斑點(diǎn)信號(hào)，最終導(dǎo)致傳統(tǒng)LSCI技術(shù)在監(jiān)測(cè)深層組織中的動(dòng)態(tài)散斑信號(hào)分辨率極低，甚至無(wú)法監(jiān)測(cè)到血流。此外，傳統(tǒng)LSCI即使通過(guò)頭骨和皮膚窗口，也只能在淺層提供可接受的分辨率。

為了克服上述問題，研究人員進(jìn)一步尋找解決方案，初步結(jié)果表明，改變?nèi)肷涔獾姆较蚩赡苡兄谔崛∩顚咏M織信息，觀察到透射式LSCI在小鼠后肢血流成像圖上顯示出比傳統(tǒng)反射式LSCI更好的成像對(duì)比度和分辨率，甚至可以在沒有其他輔助手段的情況下展示人類手指關(guān)節(jié)的微血管功能成像［23］。但是，透射式LSCI用于深層組織血流監(jiān)測(cè)的機(jī)制尚不清楚。華中科技大學(xué)朱丹教授團(tuán)隊(duì)［24］系統(tǒng)地證明了透射式LSCI在深層組織血流成像中的潛力。通過(guò)模擬，他們發(fā)現(xiàn)，來(lái)自目標(biāo)層的光信號(hào)與來(lái)自整個(gè)組織的光信號(hào)的比率，可能是決定成像質(zhì)量的一個(gè)重要因素。由于光在反射模式下衰減很快，當(dāng)從表面穿透高度散射的組織時(shí)，到達(dá)淺層的光更強(qiáng)，探測(cè)器接收之前的二次衰減更小，因此，淺層的成像質(zhì)量可能是理想的，而當(dāng)感興趣的區(qū)（region of interest，ROI）位于深層時(shí)，成像質(zhì)量會(huì)迅速下降。相反，對(duì)于透射模式，雖然監(jiān)測(cè)到來(lái)自較深層的信號(hào)的二次衰減光照更強(qiáng)，但是到達(dá)深層的光也比淺層強(qiáng)，這使得深部組織的成像質(zhì)量也更加清晰。這項(xiàng)工作比較了反射式LSCI和透射式LSCI在生物成像中的性能，為研究人員選擇合適的成像技術(shù)獲得更高的深層組織成像質(zhì)量提供指導(dǎo)，對(duì)活體微循環(huán)研究具有重要意義。

2 LSCI在血流成像中的應(yīng)用

LSCI技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)、快速的高分辨率血流成像，而儀器能夠?qū)ρ鬟M(jìn)行非接觸的全場(chǎng)成像，因此，不需要任何掃描就能用于大量的血流成像中。以下重點(diǎn)介紹LSCI技術(shù)在視網(wǎng)膜、皮膚和大腦等3個(gè)血流成像方面的應(yīng)用。

2.1 皮膚血流灌注成像

對(duì)皮膚灌注的全場(chǎng)監(jiān)測(cè)是LSCI最早的用途之一。盡管LSCI能夠量化毛細(xì)血管的整體灌注，但通常很難監(jiān)測(cè)皮膚中單個(gè)血管的流量［25］。葡萄酒色斑（port-wine stains，PWS）又稱鮮紅斑痣，是發(fā)病率最高的血管畸形。目前的一線治療方案為脈沖染料激光（pulsed dye laser，PDL），然而其療效不盡如人意［26］。

最近Wen等［27］采用4種無(wú)創(chuàng)診斷技術(shù)，包括VISIA-CR?系統(tǒng)、皮膚鏡、高頻超聲（high-frequency ultrasound，HFUS）和LSCI，以獲得PWS患者血卟啉單甲醚光動(dòng)力療法（hematoporphyrin monomethyl ether photodynamic therapy，HMME-PDT）前后皮損和周圍正常皮膚的皮膚顏色、皮膚厚度、血管形態(tài)、血管分布和血液灌注的標(biāo)準(zhǔn)影像學(xué)數(shù)據(jù)。他們得出結(jié)論，VISIA-CR?系統(tǒng)不僅可用于觀察PWS的可見病變，也可用于觀察不可見病變。此外，HMME-PDT后消退的病變也可以通過(guò)VISIA-CR?系統(tǒng)進(jìn)行客觀描述。皮膚鏡在PWS的臨床分類中發(fā)揮著重要作用，包括評(píng)估HMME-PDT后的血管損傷，指導(dǎo)治療劑量的調(diào)整，以及選擇治療的結(jié)束點(diǎn)。HFUS和LSCI都可用于協(xié)助HMME-PDT的治療反應(yīng)評(píng)估。

2.2 視網(wǎng)膜血管血流成像

視力損害或喪失是世界范圍內(nèi)的一個(gè)重大健康問題。約80%的視力損害可以通過(guò)早期診斷和治療而預(yù)防［28］。最新的研究發(fā)現(xiàn)，近視眼的視網(wǎng)膜、脈絡(luò)膜的功能結(jié)構(gòu)發(fā)生明顯改變，如視網(wǎng)膜厚度變薄、視網(wǎng)膜血管分支復(fù)雜性降低、血管密度下降、脈絡(luò)膜厚度減少等［29-30］。

在描述大鼠視網(wǎng)膜的試驗(yàn)研究中，Srienc等［31］將LSCI和共聚焦顯微鏡結(jié)合，監(jiān)測(cè)視網(wǎng)膜血管中光誘導(dǎo)的血流變化。這種雙重成像技術(shù)可以使研究者用LSCI監(jiān)測(cè)血流的同時(shí)，刺激視網(wǎng)膜上的光感受器，用共聚焦顯微鏡測(cè)量血管直徑。他們發(fā)現(xiàn)，閃爍的光使視網(wǎng)膜小動(dòng)脈擴(kuò)張，并引起視網(wǎng)膜血流速度增加，且時(shí)間進(jìn)程相似。此外，激光刺激誘發(fā)局部血流速度增加。這些增加的空間分布取決于對(duì)視網(wǎng)膜小動(dòng)脈和小靜脈的位置刺激。以上結(jié)果表明，毛細(xì)血管對(duì)局部神經(jīng)元活動(dòng)基本無(wú)反應(yīng)，血流動(dòng)力學(xué)反應(yīng)主要由小動(dòng)脈介導(dǎo)。利用LSCI對(duì)視網(wǎng)膜血流進(jìn)行成像，在闡明介導(dǎo)視網(wǎng)膜功能充血的機(jī)制和表征視網(wǎng)膜病理過(guò)程中血流變化方面具有重要意義。Feng等［32］設(shè)計(jì)并構(gòu)建了一種高效、可擴(kuò)展的視網(wǎng)膜成像儀器。該儀器集成了結(jié)構(gòu)和功能性視網(wǎng)膜成像技術(shù)，包括MSI、視網(wǎng)膜血氧飽和度和LSCI。LSCI可以在不需要外源性造影劑的情況下清晰地觀察視網(wǎng)膜及脈絡(luò)膜血管血流，并且可以提供血流的時(shí)間分辨率，從視網(wǎng)膜血管中產(chǎn)生心臟脈沖波形。

該技術(shù)可以在簡(jiǎn)化的臨床工作流程中快速獲得結(jié)構(gòu)性MSI圖像、視網(wǎng)膜血氧儀和LSCI血流信息［33］，而不需要患者在不同儀器之間轉(zhuǎn)換。這些進(jìn)展可以減少臨床應(yīng)用的障礙，加速使用MSI、視網(wǎng)膜血氧儀和血流LSCI進(jìn)行診斷、監(jiān)測(cè)和闡述疾病發(fā)病機(jī)制的研究。由于許多系統(tǒng)性疾病如糖尿病和高血壓與視網(wǎng)膜病理學(xué)和功能改變相關(guān)［34］，該技術(shù)可能增強(qiáng)對(duì)這些疾病的檢測(cè)，并有助于理解發(fā)病機(jī)制。

2.3 腦皮層血管血流成像

2.3.1 缺血性腦卒中

中風(fēng)是一種高死亡率的腦血管疾病，與世界范圍內(nèi)的多種長(zhǎng)期殘疾相關(guān)［35］，除靜脈溶栓（intravenous thrombolysis，IVT）和機(jī)械血栓切除術(shù)外，缺乏有效的治療方法［36］。雖然在中風(fēng)發(fā)作后4.5 h內(nèi)應(yīng)用IVT，缺血半暗帶組織可能會(huì)被挽救，但I(xiàn)VT的早期再通率僅為30%［37］。此外，約有50%的患者由于再通時(shí)梗塞核心較大而不能通過(guò)機(jī)械血栓切除術(shù)得到治愈［38］。

Bo等［39］在大鼠局灶性腦缺血后，通過(guò)光驅(qū)動(dòng)泵調(diào)節(jié)半影神經(jīng)元將質(zhì)子轉(zhuǎn)出或轉(zhuǎn)入神經(jīng)元。通過(guò)中性紅熒光成像細(xì)胞內(nèi)pH值，并用LSCI監(jiān)測(cè)在缺血后24 h和48 h獲得的對(duì)后肢電刺激的整體CBF反應(yīng)，以評(píng)估神經(jīng)功能。缺血后48 h的評(píng)估行為和組織學(xué)結(jié)果包括未經(jīng)基因修飾的對(duì)照組。這些結(jié)果表明，在急性缺血階段，通過(guò)光遺傳學(xué)將質(zhì)子從半暗帶神經(jīng)元轉(zhuǎn)位來(lái)對(duì)抗細(xì)胞內(nèi)的酸中毒，可以誘導(dǎo)缺血性腦損傷后的保護(hù)。Wang等［40］將LSCI和光學(xué)固有信號(hào)成像技術(shù)與實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)的顱骨窗植入相結(jié)合，通過(guò)測(cè)量伴隨神經(jīng)活動(dòng)的腦氧代謝率（cerebral metabolic rate for oxygen，CMRO2），應(yīng)用前爪刺激來(lái)評(píng)估功能變化，研究AUDA（administration of 12-3-adamantan-1-yl-ureido-dodecanoic acid）對(duì)急性缺血性中風(fēng)的神經(jīng)保護(hù)作用。試驗(yàn)的成像結(jié)果如圖2所示。這些結(jié)果表明，AUDA影響了缺血性損傷初期的抗炎作用，恢復(fù)了神經(jīng)元的氧氣代謝率和組織活力。AUDA引發(fā)的新生血管恢復(fù)了CBF，可能有助于在中風(fēng)后第3天減少缺血性梗死。此外，半影區(qū)的星形膠質(zhì)細(xì)胞可能在保護(hù)神經(jīng)元免受凋亡性損傷方面發(fā)揮重要作用。

2.3.2 偏頭痛

偏頭痛是目前全球最常見的神經(jīng)系統(tǒng)疾病，其患病率高達(dá)15%［41］，也是造成全球神經(jīng)功能障礙負(fù)擔(dān)的最大因素［42］。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)高興奮性和谷氨酸釋放增強(qiáng)與常見形式的偏頭痛以及家族性偏癱偏頭痛（familial hemiplegic migraine，F(xiàn)HM）的發(fā)病機(jī)制有關(guān)［43-44］。

Staehr等［45］通過(guò)LSCI評(píng)估腦血流，在2型家族性偏癱偏頭痛（familial hemiplegic migraine type 2，F(xiàn)HM2）發(fā)作的初始階段提出了一種腦灌注不足的新機(jī)制。該機(jī)制表明，cSrc激酶的α2異構(gòu)體的依賴性調(diào)節(jié)解釋了腦動(dòng)脈平滑肌細(xì)胞收縮機(jī)制的Ca2+敏感性。研究表明，該信號(hào)通路對(duì)大腦動(dòng)脈收縮性具有重要意義，但對(duì)大腦外系統(tǒng)血管的意義較小。最近，Staehr等［46］ 發(fā)現(xiàn)，攜帶其中一種突變的雜合子小鼠（α2+/G301R mice）顯示出腦血管張力升高，這表明低灌注可能導(dǎo)致局部代謝物濃度升高。他們使用LSCI對(duì)α2+/G301R和匹配野生型（wild type，WT）小鼠的神經(jīng)血管進(jìn)行耦合，在腦切片中，評(píng)估了神經(jīng)元組織、星形膠質(zhì)細(xì)胞端足和平滑肌細(xì)胞對(duì)神經(jīng)元刺激的實(shí)質(zhì)小動(dòng)脈直徑和細(xì)胞內(nèi)Ca2+的變化。結(jié)果如圖3所示。研究表明，與WT小鼠相比，胡須刺激誘導(dǎo)α2+/G301R的體感皮層的血液灌注增加，即充血反應(yīng)。與WT小鼠相比，神經(jīng)元興奮與α2+/G301R腦切片中的小動(dòng)脈擴(kuò)張有更大的實(shí)質(zhì)關(guān)系。

2.3.3 阿爾茲海默癥

流行病學(xué)、臨床和試驗(yàn)研究以及越來(lái)越多的證據(jù)，使人們認(rèn)識(shí)到微血管功能障礙對(duì)老年患者認(rèn)知損傷（vascular cognitive impairment，VCI）和阿爾茲海默癥（Alzheimer disease，AD）的發(fā)生起著關(guān)鍵的作用［47］。神經(jīng)血管耦合對(duì)腦血流量的瞬間調(diào)節(jié)對(duì)維持健康的認(rèn)知功能具有重要作用。LSCI作為一種分辨率高、快速成像、以微創(chuàng)的手法展示局部腦血管灌注變化的有力成像技術(shù)，為監(jiān)測(cè)腦血流灌注量瞬時(shí)變化提供了良好的有效值。Tarantini等［48］通過(guò)LSCI測(cè)量?jī)山M年邁小鼠經(jīng)對(duì)側(cè)胡須刺激后引起的CBF反應(yīng)，來(lái)評(píng)估神經(jīng)血管耦合。他們發(fā)現(xiàn)，AD小鼠的神經(jīng)血管偶聯(lián)反應(yīng)明顯受損。這些發(fā)現(xiàn)與SS-31對(duì)年邁動(dòng)物培養(yǎng)的腦微血管內(nèi)皮細(xì)胞線粒體產(chǎn)生活性氧和線粒體呼吸的保護(hù)作用相平行。以上結(jié)果如圖4所示，AD組小鼠的CBF波動(dòng)顯著低于野生型對(duì)照組，進(jìn)而驗(yàn)證了線粒體氧化應(yīng)激減弱對(duì)衰老過(guò)程中的神經(jīng)血管耦合反應(yīng)產(chǎn)生了有益的影響。

3 總結(jié)與展望

在過(guò)去的幾十年中，LSCI因具有優(yōu)異的空間和時(shí)間分辨率，在血流和組織血管監(jiān)測(cè)領(lǐng)域成為一種非常強(qiáng)大的可視化成像技術(shù)。本文綜述了LSCI的基本原理和兩種結(jié)構(gòu)的對(duì)比，分別闡述了LSCI技術(shù)在皮膚血流、大腦皮層和視網(wǎng)膜等臨床中的應(yīng)用。雖然LSCI作為一種無(wú)創(chuàng)方式用于監(jiān)測(cè)全場(chǎng)相對(duì)血流速度，但監(jiān)測(cè)深層組織血流速度時(shí)還是存在一些局限性。例如，因激光在深層組織的多次散射導(dǎo)致分辨率下降，特別是在高倍率成像時(shí)，一些血管失焦，通常不能在整個(gè)視野上顯示清晰的圖像。因此，研發(fā)以LSCI為核心技術(shù)的多模態(tài)生理和病理參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)成為當(dāng)前臨床醫(yī)學(xué)的迫切需求。

LSCI還可以與其他成像技術(shù)相結(jié)合形成多模態(tài)系統(tǒng)，如內(nèi)源性光學(xué)成像、相干層析成像和熒光光學(xué)成像等，從而達(dá)到優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，同時(shí)得到一系列更全面的生理參數(shù)。為了更早滿足臨床應(yīng)用的需求，LSCI裝置需向小型化、集成化、多模態(tài)、多參數(shù)測(cè)量發(fā)展，同時(shí)，需開發(fā)更加便攜式的激光散斑皮質(zhì)血流動(dòng)力學(xué)監(jiān)測(cè)工具，以進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)手術(shù)中的流程和操作的深入了解。隨著可視化成像技術(shù)的不斷發(fā)展，許多研究人員都在關(guān)注這一成像領(lǐng)域。基于斑點(diǎn)的分析仍然是組織灌注和微血管特性的領(lǐng)先技術(shù)之一，其在血流成像領(lǐng)域的應(yīng)用將會(huì)更為廣泛。

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收稿日期：2022-10-25；修回日期：2022-11-07。

基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（82202220，62035011）；省部共建中亞高發(fā)病成因與防治國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放課題（SKL-HIDCA-2022-3）；新疆醫(yī)科大學(xué)省部共建中亞高發(fā)病成因與防治國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室資助項(xiàng)目（xyd2021Y005）。

作者簡(jiǎn)介：郭樂，碩士研究生。

* 通信作者：努爾尼沙·阿力甫，副教授，主要從事生物醫(yī)學(xué)光學(xué)方向的研究。E-mail： nens_xjmu@126.com。