激光散斑成像系統(tǒng)原理

當(dāng)激光照射在足夠粗糙（表面的高度變化大于激光的波長）的組織表面，組織表面的散射粒子會使入射光發(fā)生背向散射，由于不同散射光到達(dá)相機成像面的光程差不同，不同散射光之間會在像面上形成隨機干涉現(xiàn)象，在空間分布上表現(xiàn)為明暗變化的顆粒圖樣，即散斑。當(dāng)入射光輻照在微血管中的血紅細(xì)胞時會發(fā)生方向各異的背向散射。散射粒子（血紅細(xì)胞）的運動造成像面散斑強度的波動，探測并分析這個波動可以得到散射粒子運動速度的相關(guān)信息。

散斑強度改變引起的波動導(dǎo)致散斑的模糊，使得局部的散斑襯比度下降。因此，可以用散斑襯比度改變來表征散射粒子的速度變化

分析激光散斑襯比度（ Laser speckle contrast）的改變，可以從中有效提取散射粒子（血紅細(xì)胞）運動的相關(guān)信息。在散斑原始圖像上血管區(qū)域散斑襯比度低，血管周圍區(qū)域散斑襯比度高，分析襯比度變化情況可獲得局部區(qū)域血流的相對速度變化情況

散斑襯比度，定義為光強的標(biāo)準(zhǔn)偏差δ和光強平均值的比值

δ可以分為散斑強度的空域標(biāo)準(zhǔn)偏差δs，和時域標(biāo)準(zhǔn)偏差δt，，相應(yīng)地，有空間散斑襯比Ks，和時間散斑襯比Kt，理想狀態(tài)下，K值在0~1之間，當(dāng)散射粒子靜止時，不存在散斑模糊效應(yīng)，散斑襯比度為1；散斑襯比度接近于0時，表明散射粒子在快速運動，造成了散斑圖樣模糊。在計算得到襯比度值之后，利用最小二乘法擬合可得到電場去相關(guān)時間r，它反映了電場強度波動的快慢，最后得到散射粒子的相對運動速度

在一定的范圍內(nèi)，散斑圖像襯比度的二次方（K2）與血流速度v成反比。

激光散斑成像系統(tǒng)組成

系統(tǒng)有透射式和反射式兩種結(jié)構(gòu)，反射式的LSI系統(tǒng)大多用于研究組織樣品（21.典型的反射式LSI系統(tǒng)主要由激光光源，顯微鏡系統(tǒng)，CCD相機和計算機等四部分組成。激光器輸出的穩(wěn)定相干光照射在生物組織樣品表面，CCD采集散射粒子（如血紅細(xì)胞）的不同背向散射光形成的散斑信號，利用計算機對CCD采集的散斑圖像進(jìn)行處理，最終獲得二維流速（血流）分布圖像。

腦皮層血管血流成像（CBF）

背景：見《激光散斑成像在血流監(jiān)測中的研究進(jìn)展》

在研究腦內(nèi)功能變化的動物模型中，由于LSI成像深度的限制（百微米級），多數(shù)CBF監(jiān)測都需要削薄或去除部分頭蓋骨，以建立合適的光學(xué)觀察窗口

腦出血模型

膠原酶誘導(dǎo)腦出血模型: 膠原酶可以降解細(xì)胞外基質(zhì)從而引起血管破裂，腦內(nèi)出血。膠原酶誘導(dǎo)腦出血模型的制作方法具有簡單、快捷、重復(fù)性好，但一些報道證實這種方法引起的出血主要以彌漫性出血為主，不能形成真正意義上的血腫，且出血灶中?；煊姓ＤX組織與臨床自發(fā)性腦出血的發(fā)病不同。

注射（或灌注）自體血
此模型中，小量的自體血以一個較低的速率注射進(jìn)尾狀核，自體血在注射過程中能夠及時地凝固，第二次注射的血能夠產(chǎn)生血腫反應(yīng)。這一模型主要優(yōu)勢包括可重復(fù)的產(chǎn)生血腫量、持續(xù)的神經(jīng)障礙、低灌注量和腦水腫。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的激光散斑成像的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網(wǎng)站內(nèi)容還不錯，歡迎將生活随笔推薦給好友。